II

EnergoefektivitāteEnergoefektivitāte

CELTNIECĪBĀCELTNIECĪBĀTurpinājums -2Turpinājums -2

Dr.paed. Anda ZeidmaneDr.paed. Anda ZeidmanePIC, Jelgava, LatvijaPIC, Jelgava, Latvija

19-20.08.200919-20.08.2009

EnergoefektivitāEnergoefektivitāte CELTNIECĪBĀte CELTNIECĪBĀ

1. ĒKU KONSTRUKTĪVIE

LEMENTI

1.1. Ēkas norobežojošā konstrukcija

1.2. Bioklimatiskās ēkas

2. KLIMATA AIZSARDZĪBA

2.1. Apkure

2.2. Atdzesēšana – gaisa kondicionēšana

3.KARSTĀ ŪDENS IEGUVE

MĀJOKĻOS

4. APGAISMOJUMS 5. ELEKTROIERĪCES

6. SAULES BATERIJAS

6. SAULES BATERIJAS6. SAULES BATERIJAS

Saules gaismas pārveidošana elektroenerģijā

Ir vairāki sinonīmi jēdzienam “saules baterijas” (angliski “Photovoltaic” jeb PV): fotovoltāža, fotoelektrība.

-ir „elektroenerģijas iegūšana ar Saules gaismas palīdzību”, tas ir tā saucamais fotolelektriskais efekts

Elementi sastāv no viena vai diviem

pusvadītāju materiālu slāņiem.

Kad saules gaisma apstaro elementus, ap slāņiem rodas elektriskais lauks, izraisot pieslēgtajā slodzē elektronu plūsmu.

Saules bateriju elementos lieto silīciju, kas saistītā veidā ir atrodams smiltīs - tā izmantošanas iespējas ir praktiski neizsmeļamas

Jo lielāka ir gaismas intensitāte, jo lielāka elektronu plūsma

6. SAULES 6. SAULES BATERIJASBATERIJASKā darbojas Saules baterijas

elements ?Standarta saules baterijas silīcija elements rada apmēram 0,5–0,6 V līdzspriegumu (LS).

Elementa izejas strāva (un jauda) ir atkarīga no - tā efektivitātes - laukuma lieluma,

-uztvertās saules gaismas elementa plūsmas

Saules stari

Fotoelektriskais panelis

Elektriskā slodze

6. SAULES 6. SAULES BATERIJASBATERIJAS

Saules bateriju elementu izgatavošanas process

Viens no veidiem

izmantot kristālisko silīciju elementu ražošanā.

Šī veida elementu efektivitāte svārstās starp 12% un 17%; un sastāda 90% no tirgus piedāvājuma šodien.

Ir iespējami trīs tehnoloģiski procesi:

1) no plānām loksnēm, ko izgatavo no

monokristāliskā silīcija

2) no polikristāliskā silīcija

3) vai sajaucot silīciju ar citiem pusvadītāju materiāliem, tā sauktais, amorfais tips.

6. SAULES 6. SAULES BATERIJASBATERIJAS

Saules bateriju elementu izgatavošanas process

Otrs veids

- plānās plēves uzklāšanas tehnoloģija

Pēdējā laikā zinātniskie pētījumi ir pilnveidojuši saules bateriju elementu ražošanu, panākot 40% pārveidošanas efektivitāti ar tā saucamajiem daudzslāņu elementiem, kurus izgatavo no gallija, indija, arsēna un ģermānija.

Jaunākie elementi

Paneļus izgatavo, uzputinot ļoti plānus fotojūtīga materiāla slāņus uz kāda ne pārāk dārga materiāla pamata,

kā piemēram, stikla, nerūsējoša tērauda vai plastmasas.

Plānas plēves uzklāšanas process ir lētāks salīdzinājumā ar kristāla tehnoloģijām, tomēr ražošanas izmaksu priekšrocību samazina ievērojami sliktākā efektivitāte

(no 5% līdz 13%).

Diemžēl augsto ražošanas izmaksu dēļ tie vēl nav nopērkami

6. SAULES 6. SAULES BATERIJASBATERIJASSaules bateriju

lietošana-kosmosa kuģos

-kalkulatoros, rotaļlietās, apgaismojumam un citās patēriņa precēs.

- lai pievadītu elektrību tādām nomaļiem reģioniem, kā Arktiskās stacijas, kalnu mājiņas utml.

- Saules bateriju sistēma domāta enerģijas patēriņa samazināšanai ēkā un var atrasties gan uz jumta, gan ēkas fasādes pusē, neizraisot trokšņus, un padarot interesantāku mājas dizainu

- Ēkās

Sprieguma pārveidotājs pārveido saules baterijas saražoto līdzstrāvu (LS) maiņstrāvā (MS) parasto elektroierīču darbināšanai.

6. SAULES 6. SAULES BATERIJASBATERIJAS

Cik daudz elektroenerģijas saules baterija var saražot?jāņem vērā vairāki faktori:

1. Konkrēta ģeogrāfiska vieta, starojums un saules spīdēšanas stundu skaits

2. Paneļu pareizs novietojums un slīpums

3. Saules baterijas tehnoloģiskā risinājuma efektivitāte2.1. Virziens un

pavērsums2.2. Apēnojums

2.3. Slīpums

Eiropā paneļu optimālais slīpuma leņķis ir no 26º (Grieķijas D) līdz pat 48º (Eiropas Z)

jūlijs

septembris

novembris

A

Z

R

D

6. SAULES 6. SAULES BATERIJASBATERIJAS

Saules bateriju ģeogrāfiskā informācijas sistēma (PVGIS)

(Photovoltaic Geographical Information System (PVGIS)

Globālais starojums- rāda starojumu uz vienu kvadrātmetru virsmas gadā

Jo tumšāka ir brūnā krāsa konkrētā vietā, jo lielāka būs iegūtā enerģija

Saules ražotā elektroenerģija- informē, cik daudz elektrības saules baterijas sistēma ar 1kW jaudu var saražot konkrētā vietā. Aprēķinātā vērtība ietver zudumus un tehnoloģiskā risinājuma nepilnības

6. SAULES 6. SAULES BATERIJASBATERIJAS

Saules enerģijas potenciāla aprēķināšana konkrētā vietā

piemērs Sardīnijā (Itālija) (skat karti) Saules baterija ar 1kW jaudu var saražot apmēram 1350 kWh elektroenerģijas gadā

Saules baterijas jauda -1 kW , paneļu jauda - 200W  

Cik vajag paneļus? 5 paneļi (to iegūst: 1 kW (vai 1000 W)/200W = 5).

Saslēgumus neveido nepāra skaita paneļi, tātad nepieciešami ir 6 paneļi.  katrs panelis ir 2 m2, tad saslēguma kopējā virsma būs 12 m2

(to iegūst: 2 m2 x 6 paneļi).

Lai būtu mazāki zudumi, labāk ir uzstādīt saules bateriju ar lielāku virsmu.

.

Cik lielai jābūt saules baterijas kopējai virsmai?

Eiropas iedzīvotāja vidējais enerģijas patēriņš uz vienu iedzīvotāju ir 3200 kWh gadā

Tātad saules baterija ar 2 kW jaudu saražos (1350 x 2)= 2700 kWh elektrības gadā.

6. SAULES 6. SAULES BATERIJASBATERIJAS

Secinājumi

* Viens no svarīgākajiem atjaunojamās enerģijas avotiem ir Saules starojuma enerģija, kura rodas no Saules; tā ir par velti, tās resursi ir neizsmeļami, un to var dažādi izmantot.

* Trīs galvenie veidi ir: pasīvais siltums, saules termālais siltums un saules baterijas, kur izmanto fotoelektrisko efektu (elektroenerģijas ieguve ar gaismas palīdzību).

* Saules baterijas elementus izgatavo no kristāliskā silīcija trīs dažādos tehnoloģiskos procesos:

1) no plānām loksnēm, kuras izgatavo no monokristāliskā silīcija;

2) no plānām loksnēm, kuras izgatavo polikristāliskā silīcija, 3) sajaucot silīciju ar citiem pusvadītāju materiāliem (tā

sauktais, amorfais tips).

Šo trīs tehnoloģisko risinājumu produkcija sastāda 90% no tirgus piedāvājuma.

6. SAULES 6. SAULES BATERIJASBATERIJAS

Secinājumi

* Standarta saules baterijas elements ar virsmas laukumu 16 cm² var saražot tikai apmēram 2 W maksimālās jaudas.

Taču simtiem saslēgtu elementu, kas veido fotoelektrisko paneli, var ģenerēt no 10W līdz 300W un pat vairāk, atkarībā no izmantotā tehnoloģiskā risinājuma.

* Elektroenerģijas daudzums, ko var saražot saules baterija, ir galvenokārt atkarīgs no trīs faktoriem:

- saules starojuma daudzuma, kas sasniedz attiecīgo ģeogrāfisko

vietu, - paneļu pavērsuma un slīpuma, - no to izgatavošanas tehnoloģiskajiem risinājumiem.