Czyste energie wyk%B3ad 02 2012

8/14/2019 Czyste energie wyk%B3ad 02 2012

1/50

Czyste energie

Wykad 2

Wprowadzenie do energiisonecznej i fotowoltaikicz. 2dr in. Janusz TenetaC-3 pok. 8 (parter), e-mail: [email protected]

Wydzia EAIiIBKatedra Automatyki i Inynierii Biomedycznej

AGH Krakw 2012


2/50

WANE !!!

home.agh.edu.pl/romus/OZE/Wyklady

PLIKI Z WYKADAMI I INNE INFORMACJEDOSTPNE S POD ADRESEM:


3/50

Zalety fotowoltaki

Nie emituje zanieczyszcze Nie wytwarza haasu Nie generuje wibracji

Nie ingeruje w rodowiskoi przestrze* atwojzintegrowaz budynkami Gwarancja parametrwpaneli PV na 25 lat


4/50

Fotowoltaika a ekologia

System fotowoltaiczny*o mocy 1kWpzainstalowany

w Polsce jest w stanie wyprodukowa rocznieod 850do 950kWh energii elektrycznej

* System stacjonarny w optymalnym uoeniu i w warunkach czystego horyzontu

Wielkoci emisji zanieczyszcze w roku 2011 w wyniku spalania paliw wElektrowni Bechatw dla blokw 1-12

Emisja cakowitaprzypadajca naprodukcj energii

elektrycznej brutto

Emisja jednostkowa

z produkcji energii

elektrycznej

Emisja jednostkowa

z produkcji energii

cieplnej

Jednostki kg/MWh kg/MWh kg/GJ

SO2 2,678 2,671 0,102

NOx 1,342 1,336 0,078

py 0,049 0,049 0,002CO 0,383 0,382 0,015

CO2 1096 1091 63,06


5/50

Autonomiczny system fotowoltaiczny

1

2

3

4

6

5

rdo: SMA TechnologyCompendium2

1. Generator fotowoltaiczny

2. Regulator adowania

3. Bank akumulatorw

4. Autonomiczny falownik

5. Odbiorniki staoprdowe

6. Odbiorniki zmiennoprdowe


6/50

Sieciowe systemy fotowoltaiczne

1

2 3

4

rdo: SMA SYSTEM SOLUTIONS


2. Jednofazowy falownik sieciowy z regulacj mocy

3. Urzdzenia sterujce i komunikacyjne

4. Publiczna sie elektroenergetyczna

DC

AC

Magistrala

komunikacyjna


7/50


1

2 3

4



2. Jednofazowy falownik sieciowy

3. Urzdzenia sterujce i komunikacyjne


5. Wycznik (zdalnie sterowany)

DC

AC

Magistrala

komunikacyjna

1

2

1

2


8/50


1

2 3

4



2. Trjfazowy falownik sieciowy z regulacj mocy

3. Urzdzenia sterujce / komunikacyjne


DC

AC

Magistrala

komunikacyjna

1

2

1

2


9/50

Autonomiczny system hybrydowy (DC)

1

2

3

4

6

5



2. Regulator adowania

3. Bank akumulatorw

4. Autonomiczny falownik

5. Odbiorniki staoprdowe


7 8

7. Generator pomocniczy

8. II Generator pomocniczy

9. Prostownik napicia

9 9


10/50

Autonomiczny system hybrydowy (AC)

1

2

3

4

6

5



2. Falownik sieciowy

3. Falownik sieciowy /

adowarka

4. Bank akumulatorw

5. Publiczna sie elektroenerget.


7 8


8. II Generator pomocniczy

2


11/50

Hybrydowy (kogeneracyjny) systemwyspowy

1

2

3

4

65


1. Bank akumulatorw

2. Falowniki wyspowe


4. Falownik sieciowy (solar)


6. Hydrogenerator

7

8

7. Turbina wiatrowa

8. Falownik sieciowy (wind)

9. Generator na biogaz

9


12/50

Rozproszony system wyspowy

1

3

2

4

6

5



2. Falowniki sieciowe

3. Falowniki wyspowe

4. Banki akumulatorw

5. Centrum dystrybucji energii

6. Odbiorniki energii


7

3

4

3

4

3

4

1

2

1

2

1

2


13/50

Zasada dziaania systemu wyspowego


Dzie : energia z PV jest wiksza ni potrzeby odbiornikw (adowanie akumulatorw)

Noc: energia z PV = 0odbiorniki zasilane s z akumulatorw

Dzie : energia z PV jest mniejsza ni potrzeby odbiornikw (dodatkowe zasilanie z akumulatorw)


14/50

System typu Sunny Backup


15/50

Schemat elektrowni PVpodpitej do sieci


16/50

Systemy czystofotowoltaiczne nie

gwarantuj cigocizasilania odbiornika !!!


17/50

W ukadach okrytycznym charakterzestosuje si hybrydowe

systemy zasilania


18/50

Regulator napicia Odbiornik DC

Generator pomocniczy

Regulator adowania

Akumulatory

Generator PV

Przykad hybrydowego systemufotowoltaicznego zgeneratorem pomocniczym


19/50

Koncepcja systemu hybrydowego zpoczeniem staoprdowym

Odbiornik AC

Regulator

adowania

Odbiornik DC

Generator

silnikowy

Turbina

wiatrowa

Generator PV

Prostownik /

adowarka

Akumulator InwerterProstownik /

adowarka


20/50

Koncepcja systemu hybrydowego zpoczeniem zmiennoprdowym

Odbiornik ACInwerter

Regulatoradowania

Generator silnikowy

Turbina

wiatrowa

Generator PV

Akumulator


21/50

Fotowoltaiczny system hybrydowy:Wybr odpowiedniego generatorapomocniczego

Generatory benzynowe Generatory diesla

Generatory gazowe

Generatory na biopaliwa

Ogniwa paliwowe

Generatory termoelektryczne

Generatorytermofotowoltaiczne

Elektrochemiczne rdaenergii

Turbiny wiatrowe

Mikroelektrownie wodne

Jako generatorypomocniczemona uy:


22/50

Sposoby montau panelisonecznych

Ukady stacjonarne (zafiksowane) baterie sonecznepozostaj w niezmiennej pozycji przez cay rok. W niektrychprzypadkach spotyka si moliwo sezonowej (lato zima)zmiany kta elewacji baterii.

Ukady orientowane baterie codziennie podaj za Socem.Ruch odbywa si w jednej lub dwch osiach. Napd stanowinajczciej silniki elektryczne ale spotyka si rwnie napdywykorzystujce zjawiska fizyczne zwizane z ciepempromieniowania sonecznego. W ukadach elektrycznychwystpuj dwa sposoby sterowania:

- zegarowy zmieniajcy pooenie baterii niezalenie odchwilowych warunkw owietleniowych

- czujnikowy reagujcy na odchylenie strumieniapromieniowania sonecznego od aktualnego pooeniabaterii

- hybrydowy inteligentne algorytmy zegarowo-czujnikowe


23/50

Wpyw montau paneli PV nadostpno energii sonecznej


24/50

Stacjonarny monta paneli PVna otwartej przestrzeni

h

d

b

d1

Regua dla naszejszerokocigeograficznej:

d = 3*b

W sezonie zimowym, w godzinachokoopoudniowych poprzednierzdy nie powinny zacieniarzdw nastpnych.


25/50

Systemy stacjonarne nabudynkach

abovesloped roof

(stand-off)

on flat roof,

tilted

in front of

facade

infacade

on flat roof,

layed

awning

Na dachu

typu

szedy

(h)

Nad

nachylonym

dachem (a)

Na

nach.

dachu

(b)

Nadpaskim

dachem (c)

Napaskim

dachu (d)

Przedfasad (e)

Na fasadzie(f)

W formiemarkizy (h)

Images: Fraunhofer ISE, Freiburg, Germany


26/50

Temperatura pracy moduw PV

Nagrzewanie si moduwwystawionych na

promieniowanie soneczne.

Jeli tylna powierzchniamoduu jest izolowanatermicznie temperatura ogniwa

moe wzrosn nawet o 60C

powyej temperatury otoczenia.

Zaprezentowane wynikipokazuj temperatur moduwzamontowanych bezporedniona termoizolacyjnej fasadzie

(czerwone punkty) oraz na

wysignikach ze szczelinwentylacyjn.

60

20

40

-20

0

4002000 800600 1000

OwietlenieW/m2]

Wzrosttempe

ratury[0C]

Z chodzeniemlinear Regression: T = 0,04 * l0,6

Bez chodzenialinear regression: T = 0,06 * l + 2,7

Image: Fraunhofer ISE, Freiburg, Germany; Solarpraxis AG, Berlin, Germany


27/50

Wpyw montau na wzrosttemperatury

Rnice temperaturypomidzy moduamisonecznymi aotoczeniem dlarnych sposobwmontau oraz

spowodowane nimistraty produkowanejenergii elektrycznej.

Zintegrowana fasada (bez wentylacji).

Zintegrowany dach (bez wentylacji).

Zintegrowana fasada (saba wentylacja).

Zintegrowana fasada (dobra wentylacja)

Monta dachowy,(saba wentylacja).

Monta dachowy (dobra wentylacja).

Stela dachowy (b. dobra wentylacja).

Modu referencyjny (zamontowany swobodnie)..22K

0.0%

1.8%

2.1%

2.6%

3.6%

4.8%

5.4%

8.9%

28K

29K

32K

35K

39K

43K

55K

Image: Fraunhofer ISE, Freiburg, Germany


28/50


29/50

Ukady koncentratorowe(systemy nadne)

Hokuto-City Japan(soczewki Fresnela)

P i


30/50

Porwnanie pracy systemustacjonarnego i nadnego


31/50

Problemy eksploatacyjne

Cienie

Brud

nieg

M d CIS i


32/50

Moduy CIS przy czciowymzacienieniu

Szacowanie potencjau PV na przykadzie


33/50

Szacowanie potencjau PV na przykadzieSanktuarium MBNP w Jaworznie

Photovoltaic Geographical Information System(PVGIS)



34/50





35/50





36/50





37/50

LOKALIZACJA





38/50

STARE

NOWE

DANE METEO





39/50

MODUY PV





40/50

MOC SYSTEMU





41/50

SPOSB MONTAU





42/50

KTY POCHYLENIA IAZYMUTU





43/50

OPCJE LEDZENIA(UKAD NADNY)





44/50

PLIK Z OBRYSEMHORYZONTU





45/50

FORMAT DANYCH

WYNIKOWYCH





46/50

STRAT OBLICZE





47/50





48/50





49/50

Moduy na poudniowej fasadzieZintegrowane z budynkiem Wolnostojce




50/50

Pobudka to ju koniec !!!

Dzikuj za uwag (niektrym)

Do zobaczenia na kolejnym wykadzie . ?

Czyste energie wyk%B3ad 02 2012

Documents

Transcript of Czyste energie wyk%B3ad 02 2012