Aplicatie Sistem Fotovoltaic - Lucrarea 4 - Sisteme Inteligente si Domotica

UNIVERSITATEA POLITEHNICA DIN BUCURESTI

FACULTATEA DE INGINERIE ELECTRICA

2008-2009

Aplicatie sistem fotovoltaic

Lucrarea 4

-Sisteme inteligente si domotica-

PROFESOR: Alina Machedon

STUDENTI:

GRUPA: 141 IDAplicatie sistem fotovoltaicAplicatia consta in dimensionarea unui sistem fotovoltaic conectabil la reeaua local de electricitate, pentru o cas situat n preajma oraului Geneva, Elvetia. Sunt folosite date considerate de noi si introdu-se in PVSYST 3.21. Acest pachet software este destinat studiului, dimensionrii i analizei complete a datelor pentru un sistem PV, i este adresat arhitecilor, inginerilor, cercettorilor, studenilor etc. PVSYST 3.21 a fost conceput n cadrul Universitii din Geneva.

In aceasta lucrare am lucrat intr-o varianta demo a PVSYST. Cu ajutorul acestui program am dimensionat un sistem fotovoltaic, un sistem de sine statator.

Fig.1 Colectorul de orientare pe plan Pasii pe care i-am urmat la deschiderea aplicatiei sunt:

Preliminary DrignStand Alone* LocatieElvetia-Geneva,

*SystemSistem Specification ( Collector plane orientation)

*SystemPre-sizing Deily use of energy,

*Sizing and resultDupa cum se poate vedea primul pas a fost sa introducem zona in care am presupus ca am facut calculul de energie utilizata zilnic, in functie de anotimp, orasul Geneva din Elvetia.

Pentru calculul incalzirii modulare solare trebuie sa optimizam pierderile la 0%. Facand acest lucru am adus factorul de transpunere la valuarea de 1.46, iar factorul global de radiatie difuza egal cu 432 kWh/m. Toate valorile obtinute, dupa ce am modificatTitl astfel incat sa optimizarea pierderilor sa fie 0% le putem vedea in fig1. Estimarea necesitilor zilnice de energie electricIn Tabelul ce urmeaza am pus toate valorile aflate de noi pentru consumul de energie zilnic, in cele 4 anotimpuri, in functie de numarul de utilizatori de energie indicati de noi.

Tabel 1:Principalele electronice i electrocasnice, mpreun cu consumul lor de energieNr. crtDenumirea aparatuluiNr. de aparatePuterea nominal

[W]Nr. de ore de utilizare pe ziConsum zilnic

[W]

toamn - iarn

Primvar-var

Toamn - iarn

Primvar- var

1Lmpi fluorescente9605524002700

2TV color,

50cm4755515001500

3Computer13005515001500

4Main de splat rufe137522765765

5Combin frigorific (192 l)11000/24h2424600, pt. 0.6kWh/zi600

6Fier de clcat115555

7Aspirator11,3556.56.5

8Telefon15552525

9Alte electrocasnice (mixer, storctor de fructe, usctor de pr)110001/21/2500500

10Cuptor cu microunde210002120002000

In fig.2 se pot observa valorile obtinute pentru un consum zilnic de energie, in functie de anotimpul ales. Aici am introdus numarul de lampi, valori pe care le-am considerat noi de cuviinta; am calculat necesarul de energie pe zi, in functie de anotimp.

Fig.2 Consumul zilnic de energie, in sezonul de verii

Dupa cum se poate vedea in Fig.2, unde in josul acesteia avem totalul de energie consumata pe zi si intr-o luna, am pus in Tabelul urmator, Tabelul 2. datele corespunzatoare totalului de eenergie pe sezoane, iar in Tabelul 3. putem observa orele de zi si de noapte, conform fiecarei luni.Tabel 2: Consumul total zilnic i lunarToamn - iarn

Primvar - var

Consumul zilnic total [kWh/zi]E1 = 6.8E2 = 9.5

Consumul lunar total [kWh/lun]204.0285.0

Tabel 1LunaNr. ore zi

Decembrie915

Ianuarie1014

Februarie1113

Martie1212

Aprilie1311

Mai1410

Iunie159

Iulie1410

August1311

Septembrie1212

Octombrie1113

Noiembrie1014

Toamn -iarn10,513,5

Primvar - var13,510,5

Dimensionarea este realizat pentru dou regimuri de lucru corespunznd perioadelor: primvar var i toamn iarn. Datele necesare sunt sistematizate n tabelul 4:Primvar var

( martie august)Toamn iarn

(septembrie- februarie)

Valorile medii ale radiaiei zilnice globale pe un plan orizontal

[kWh/m2zi]J1= 5,19J2= 2,1

Valorile medii zilnice ale duratei efective de strlucire a soarelui

[n ore i zecimi]84,1

Temperatura medie

[0C]16,25,7

Viteza vntului [m/s]3,853,1

In ANEXA avem graficele corespunzatoare consumului de energie pentru 2 sezoane: vara si toamna.

Calculul puterii i numrului modulelor PVn continuare este estimat consumul zilnic maximal de energie i al radiaiei solare n condiii de nebulozitate medie, folosind datele rezumate n tabelele 2 i 4, pentru cele dou regimuri primvar var i toamn - iarn.A. Primvar var

Consumul maximal zilnic de energie, considernd c invertorul are un randament de c = 90%:

Calculul aproximativ al puterii modulelor PV:

Pentru a calcula numrul de module necesare, am ales module tip Siemens Solar SM 144, care au puterea nominal Pm = 130 Wp.

OBSERVATII SI CONCLUZII:Dupa cum putem vedea din rezultatele obtinute in graficele atasate in anexe avem:

Pentru Graf.1 unde avem exprimata energia necesara pentru sezonul de vara, in lunile de vara: iunie, iulie si august avem nevoie de un necesar de energie mai mare decat cel disponibil (cu verde necesitatea si cu rosu disponibilul). In schimb, in lunile celelalte putem vedea ca dispunem de o energie mult mai mare decat necesarul nostru. Insa facand o medie a acestora avem: energia disponibile=5.7kWh/zi, energia folosita/necesara=3.1kWh/zi. Pentru Graf.2 unde avem exprimata energia necesara toamna putem observa ca energia necesara consumului este aproape constanta in toate lunile anului. Singurele luni care necesita o energie mult mai mica, conform graficului nostru sunt: martie, aprilie si mai. Dupa cum se poate vedea in acest grafic energia solara disponibila este cu mult mai mare decat cea folosita de noi. Singurele luni in care se poate observa ca energia folosita este la limita fata de cea disponibila, chiar depasind-o putin sunt: noiembrie, decembrie, ianuarie (lunile de iarna). Insa facand o medie a acestora avem: energia disponibile=13.6kWh/zi, energia folosita/necesara=6.1kWh/zi .

Comparand cele doua frafice si facand o medie pe an pentru fiecare putem spune ca avem energie disponibila, pentru graficul obtinut in sezonul de vara inca jumatate din cea consumata; iar pentru graficul din toamna ajungem sa avem energie disponibila inca o data pe cat am consumat. Alte date obtinute ar fi cele din tabelul 2, unde se poate observa consumul zilnic si lunar. Aici am observat ca consumul din sezoanele calde primavara-vara este mai mare decat cel din sezoanele reci toamna-iarna.ANEXA:

Grafic 1.- pentru calculul energiei in sezonul de vara

Grafic 2. pentru calculul consumului de energie pentru toamna_1306245943.unknown

_1306245944.unknown

_1306245942.unknown