Click here to load reader

Projektowanie systemów fotowoltaicznych za pomocą programu ...home.agh.edu.pl/~romus/OZE/Laboratorium Czyste Energie/instrukcja... · 2. Zakładanie konta Aby w pełni wykorzystywać

  • View
    221

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of Projektowanie systemów fotowoltaicznych za pomocą programu...

Projektowanie systemw

fotowoltaicznych za pomoc programu

Sunny Design

Wersja 1.1

Autor:

Dr in. Janusz Teneta

1. Wstp

Sunny Design jest darmowym oprogramowaniem stworzonym przez firm SMA SOLAR

TECHNOLOGY AG. Suy ono do projektowania, wymiarowania, symulacji dziaania

systemw fotowoltaicznych i prostej analizy rentownoci. Oprogramowania ma charakter

potwarty. Oznacza to, e uytkownik moe tworzy wasne lokalizacje (z wasnymi plikami

pogodowymi), dodawa wasne moduy fotowoltaiczne (wprowadzajc ich parametry

elektryczne z posiadanej dokumentacji technicznej) i uywa wasnych profili zuycia energii

elektrycznej jednak w kadym projekcie musi te stosowa wyroby firmy SMA SOLAR

TECHNOLOGY AG (falowniki, kontrolery adowania akumulatorw, ukady monitorujce

itp.) dostpne poprzez wbudowany w oprogramowanie katalog.

Sunny Design pozwala na tworzenie nastpujcych rodzajw systemw fotowoltaicznych:

instalacja PV wsppracujca z publiczn sieci elektroenergetyczn, ktrej

jedynym zadaniem jest produkcja energii elektrycznej i oddawanie jej do sieci.

instalacja PV wsppracujca z publiczn sieci elektroenergetyczn ze

zuyciem energii na potrzeby wasne, ktrej zadaniem w pierwszej kolejnoci

jest pokrycie (cakowite lub czciowe) potrzeb energetycznych odbiornikw a

nadmiar (lub niedobr) energii oddawany jest (lub pobierany) do sieci.

wyspowa instalacja PV, ktra realizuje funkcje zasilania odbiornikw bez

wsppracy z sieci elektroenergetyczn.

hybrydowa instalacja PV, czyli instalacja, w ktrej oprcz generatora

fotowoltaicznego wystpuje jeszcze inne rdo energii.

Oprogramowanie Sunny Design wystpuje w dwch wersjach: pobieranej i instalowanej

na komputerach klasy PC oraz dostpnej online na portalu www.sunnydesignweb.com .

Niniejsza instrukcja dotyczy wersji dostpnej online.

Program Sunny Design ma bardzo rozbudowane moliwoci, dlatego te zaprezentowana

w tej instrukcji metoda nauki posugiwania si nim ma charakter projektw o stopniowo

zwikszajcym si poziomie trudnoci. Autor stara si na bieco komentowa kolejne kroki

wykonywane w kadym z projektw, dokumentujc je wygldem poszczeglnych okien

programu. Naley jednak zauway, e do penego zrozumienia opisywanych w tej instrukcji

dziaa wymagana jest od Czytelnika znajomo podstaw elektrotechniki oraz podstaw

systemw fotowoltaicznych (technologia, konfiguracje itp.).

http://www.sunnydesignweb.com/

2. Zakadanie konta

Aby w peni wykorzystywa moliwoci Sunny Design w wersji online naley

posiada konto na portalu www.sunnydesignweb.com . Z programu mona korzysta

rwnie anonimowo (bez zakadania konta), jednak w tym przypadku niektre z jego

funkcjonalnoci zostaj zablokowane. Niniejsza instrukcja opisuje pen wersj programu

(z logowaniem si na konto). Jeli Czytelnik posiada ju konto na innym portalu

obsugiwanym przez firm SMA np. SunnyPortal lub SunnyPlaces, to uywajc danych z

tamtych portali (nazwa uytkownika, haso) moe si rwnie zalogowa na portal

www.sunnydesignweb.com. W przeciwnym wypadku musi zaoy na tym portalu nowe,

darmowe konto. W tym celu naley w polu adresowym przegldarki internetowej (np.

Firefox) wpisa adres www.sunnydesignweb.com. Po tej czynnoci nastpi automatyczne

przekierowanie na waciwy adres oprogramowania z ustawion domylnie polsk wersj

jzykow.

Nastpnie naley klikajc lewym klawiszem myszki w pole Bezpatna rejestracja aby

rozpocz proces rejestracji wypeniajc odpowiedni formularz. Szczeglnie istotny jest

adres email, poniewa na ten adres zostanie wysany link aktywacyjny do zakadanego

konta, a sam adres stanie si nazw uytkownika na portalu.

http://www.sunnydesignweb.com/http://www.sunnydesignweb.com/http://www.sunnydesignweb.com/

Po wypenieniu formularza rejestracyjnego Czytelnik otrzyma komunikat o wysaniu na

wskazany adres linku aktywacyjnego.

Po klikniciu w link aktywacyjny Czytelnik uzyska potwierdzenie pomylnego

zakoczenia procesu rejestracji.

Klikajc na powyszym ekranie w klawisz Dalej nastpi przekierowanie na stron

logowania.

3. Symbole uywane w Sunny Design

Poruszanie si po programie jest bardzo intuicyjne. Program sam prowadzi

uytkownika przez kolejne etapy tworzenia projektu. Wskazanie kursorem myszki obszaru,

ktry moe podlega konfiguracji lub stanowi opcj wyboru powoduje zmian koloru ta lub

jasnoci napisw na tym obszarze. Kliknicie na takim obszarze powoduje wejcie w opcje

konfiguracyjne.

Na grze ekranu znajduje si belka narzdziowa pokazujca poszczeglne etapy

projektu i pozwalajca na swobodne przechodzenie midzy nimi.

Posugiwanie si t belk jest bardzo wygodne na etapie przerabiania istniejcego ju

projektu, poniewa jednym klikniciem na odpowiednim polu przechodzi si do danego etapu

bez koniecznoci przechodzenia przez ekrany wszystkich etapw porednich.

Sunny Design posuguje si zunifikowan symbolik uatwiajc realizacj

poszczeglnych funkcji programu. Do najwaniejszych symboli nale:

Powrt do osobistej strony pocztkowej, na ktrej mona m.in. rozpocz nowy projekt,

wybra jeden z przygotowanych wczeniej projektw, zaimportowa pliki projektu z

nonikw pamici, dokona zmiany ustawie osobistych lub skorzysta z dokumentacji i

specjalistycznych narzdzi programowych.

Uzyskiwanie szczegowych informacji technicznych o stosowanym w projekcie

sprzcie (np. moduach fotowoltaicznych, falownikach itp.)

Wyszukiwanie elementw (np. moduw fotowoltaicznych ) w bazach danych

zawartych w programie. W tym miejscu istnieje moliwo bardzo szczegowego zawenia

obszaru poszukiwa poprzez wskazanie rodzaju bazy danych (oglna, wasna, ulubiona) lub/i

poprzez parametryzacj wyszukiwanego sprztu (producent, parametry elektryczne). Warto

rwnie zauway, e w parametrach wyszukiwania (zarwno w odniesieniu do moduw PV

jak i do falownikw i innego sprztu produkowanego przez SMA) zawsze pojawia si

checkbox ograniczajcy wyszukiwanie jedynie do urzdze bdcych w aktualnej ofercie

handlowej. Odznaczenie tego checkboxa umoliwi uycie w projekcie starszych urzdze

nabytych np. na rynku wtrnym (urzdze uywanych).

Kasowanie elementw wybranych wczeniej do projektu. Zwykle trwae wykasowanie

wymaga zatwierdzenia pojawiajcego si komunikatu ostrzegawczego, jednak pewne

elementy (np. alternatywne rozwizania w projekcie) mona usun ju po jednokrotnym

klikniciu w ten symbol.

4. Projekt nr 1 prosta instalacja PV

Celem tego projektu jest stworzenie prostej instalacji fotowoltaicznej o mocy 25 kWp

wsppracujcej z sieci elektroenergetyczn niskiego napicia (nN). Instalacja bdzie

wyposaona w jeden trjfazowy falownik a caa wyprodukowana energia bdzie oddawana do

sieci.

Krok 1. Typ projektu

Po zalogowaniu si na portal, na osobistej stronie pocztkowej w obszarze Nowy projekt

naley klikn Wybierz typ projektu a nastpnie w pojawiajcym si oknie klikn

pierwsz dostpn opcj czyli Projekt instalacji fotowoltaicznej.

Krok 2. Nazwa i lokalizacja projektu

Na pojawiajcym si ekranie naley wprowadzi nazw projektu (zmieni nazw domyln

Nowy projekt) oraz wskaza jego lokalizacj (wybr z list rozwijanych). Przypadek

tworzenia wasnej lokalizacji (gdy brak jej na dostpnych w programie listach) bdzie

omawiany w innym miejscu tej instrukcji (nie w tym projekcie). Finalnie okno lokalizacji

powinno wyglda nastpujco (z zaznaczeniem podpicia do sieci niskiego napicia):

Po wskazaniu lokalizacji pojawi si komunikaty z pytaniem czy ta lokalizacja ma by

lokalizacja domyln dla tworzonych projektw i czy program ma optymalizowa kty

ustawienia moduw PV wanie dla tej lokalizacji. W obu przypadkach naley odpowiedzie

Tak.

W tym miejscu warto sprawdzi jakie dane pogodowe program posiada dla wybranej

lokalizacji. Robi si to poprzez klikniecie przycisku Wywietl dane pogodowe.

Jak wida na powyszym obrazku dane pogodowe obejmuj nasonecznienie w paszczynie

horyzontalnej i temperatur otoczenia dla poszczeglnych miesicy roku z uwzgldnieniem

wartoci minimalnych, rednich i maksymalnych. Nasonecznie jest podawane jest w

wartociach dziennych (kWh/m2*dzie). Nad wykresami znajduje si rwnie suma

caorocznego nasoneczniania dla wybranej lokalizacji ( dla Krakowa 1057,12 kWh/m2 * rok).

Krok 3. Rozszerzone dane projektu

Poniej danych lokalizacyjnych znajduj pola pozwalajce na wprowadzenie bardziej

szczegowych danych projektu.

Pierwszej opcji - Ustawienia lokalizacyjne naley uy jedynie gdy instalacja PV bdzie

montowana na duej wysokoci ponad poziomem gruntu (np. dach wysokiego budynku) lub

w szczeglnych warunkach pracy (np. due zapylenie). Podobnie sytuacja wyglda w

przypadku opcji Przycze sieciowe falownika w ktrych mona okreli asymetri

zasilania na poszczeglnych fazach lub wymusi odpowiednie poziomy mocy biernej.

Warto natomiast wypeni Szczegy dotyczce projektu bo te informacje bd si

pojawiay na dokumentacji projektowej tworzonej przez program.

Warto rwnie zaktualizowa Ustawienia temperatury w oparciu zebrane informacje o

temperaturze powietrza w rozpatrywanej lokalizacji lub w oparciu o dane o temperaturze

moduw (ogniw) fotowoltaicznych w instalacji referencyjnej (jeli posiada si takie dane).

Dla Krakowa proponuj przyj minimaln temperatur powietrza -20oC, maksymaln

temperatur powietrza 36oC a redni temperatur projektow (temperatura w dzie od

kwietnia do wrzenia, gdy instalacja PV produkuje najwicej energii) ustawi na 22oC.

Ostatnim elementem wymagajcym edycji w tym miejscu jest wymuszenie analizy strat

energii w zastosowanych przewodach. Robi si to poprzez zaznaczenie odpowiednich

checkboxw w polu Straty w przewodach. Warto zaznaczy opcje analizy strat zarwno

po stronie staoprdowej (DC) jak i zmiennoprdowej (AC).

Teraz pozostaje ju tylko przejcie do kolejnego etapu projektu czyli konfiguracji instalacji

fotowoltaicznej. W tym celu naley klikn na odpowiedni klawisz znajdujcy si polu u dou

ekranu.

Krok 4. Konfiguracja instalacji fotowoltaicznej

Okno tego etapu projektu wyglda nastpujco:

W pierwszej kolejnoci warto zamieni domyln nazw Projekt czciowy 1 na co

bardziej intuicyjnego i jednoznacznego dla Autora tworzcego ten projekt. Ja wybraem

nazw Wariant 1. Tak samo mona postpi z nazw obszaru obejmujcego cz (lub

cao) zastosowanych moduw PV. Jest to bardzo uyteczne gdy instalacja bdzie

wyposaona w kilka segmentw moduw PV np. montowanych na dwuspadzistym dachu

w ukadzie wschd-zachd. Jednoznaczne nazewnictwo pozwala unikn wielu bdw przy

projekcie. Ja zamieniem Generator fotowoltaiczny 1 na Obszar 1.

Teraz naley wybra producenta i model moduw PV, ktre maj zosta uyte w projekcie.

Wystarczy klikn na pole Producent / modu PV / modu elektroniki mocy i z rozwijanych

list wybra odpowiednie pozycje. Jeli moduu, ktry chcemy zastosowa nie ma na licie to

mona go wprowadzi do osobistej bazy danych w sposb rczny na podstawie posiadanych

danych katalogowych. Ta procedura zostanie opisana w innym miejscu tej instrukcji. Przy

wyborze moduu PV mona rwnie wskaza opcj stosowania optymizerw mocy

zaznaczajc, ktre funkcje maj one realizowa (monitoring, bezpieczne wyczanie na

wypadek awarii, optymalizacja mocy na poziomie moduu PV).

Na potrzeby tego konkretnego projektu prosz wybra polskie moduy o symbolu BEP250Wp

produkowane przez BrukBet Sp. z o.o. bez optymizerw mocy:

Po zatwierdzeniu tego wyboru (Zastosuj zmiany) nastpuje powrt do gwnego okna w

ktrym za pomoc symbolu mona sprawdzi parametry wybranego moduu:

Jak wida na powyszym rysunku jest to standardowy modu o wymiarach 1660x992mm

wykonany z 60-ciu ogniw z krzemu polikrystalicznego i posiadajcy moc znamionow 250W.

Teraz naley zdefiniowa moc caej instalacji wprowadzajc ilo moduw lub ich czn

moc szczytow (w rozpatrywanym przypadku 100 moduw):

Po wybraniu iloci moduw naley okreli ich Ustawienie/ Sposb montau. Klikajc na

odpowiednie pole otwiera si okno konfiguracyjne:

Wrd sposobw montau dostpne s nastpujce opcje (dokadny opis po wskazaniu

kursorem odpowiedniego rysunku):

Wolnostojce typowy monta w przypadku farm PV. Moduy zainstalowane s

na stalowej konstrukcji wsporczej zapewniajcej odpowiedni kt pochylenia i

dystans od gruntu. Taki sposb montay zapewnia moduom PV najlepsze warunki

chodzenia (z kadej strony mog by owiewane przez wiatr).

Dach monta nad dachem budynku (z zastosowaniem dobrej szczeliny

wentylacyjnej- kilkanacie cm.). Temperatura pracy moduw jest nieco wysza

ni przy montau wolnostojcym ale znacznie nisza ni przy penej integracji z

konstrukcj budynku.

Fasada monta na fasadzie budynku (np. w formie markizy nad oknami) z

zachowaniem dobrej wentylacji. Ze wzgldu na bliskie przyleganie grnej

krawdzi moduw do ciany budynku, temperatura ich pracy bdzie nieco wysza

ni przy montau rwnolegle do paszczyzny dachu (z zachowaniem szczeliny

wentylacyjnej).

Zintegrowane moduy s cakowicie zintegrowane z konstrukcj budynku,

zastpujc pewne elementy architektoniczne (np. pokrycia dachowe lub szyby

fasadowe). Taka koncepcja okrelana jest skrtem BIPV. W tym przypadku

moduy osigaj bardzo wysokie temperatury pracy czsto dochodzce do granic

wytrzymaoci gwarantowanej przez producenta. Przy tym sposobie montau

moduy cechuj si najmniejsz sprawnoci pracy.

Po wyborze sposobu montau moduw PV naley okreli kty azymutu i elewacji, pod

ktrymi moduy te zostay ustawione. Domylne program sugeruje optymalne (gwarantujce

najwiksz produkcj energii w cigu roku) kty dla wybranej lokalizacji w warunkach

czystego horyzontu (braku przeszkd terenowych powodujcych zacienianie instalacji PV).

Na potrzeby tego projektu naley pozostawi sugerowane kty, jednak w przyszych

projektach naley w tym miejscu wpisywa rzeczywiste kty wynikajce np. z orientacji i

pochylenia dachu, na ktrym instalowany jest system PV. Graficzna wizualizacja ustawienia

moduw PV eliminuje bdy wynikajce z przyjtego systemu oznacze ktw (azymut: -90o

to wschd, 90 o

to zachd; pochylenie 90 o

to pion a 0 o

to poziom). Zaznaczenie opcji Z

regulacj pooenia pozwala na zasymulowanie jedno- lub dwuosiowego (naley zaznaczy

regulacj zarwno w azymucie jak i w pochyleniu) trackera.

Uwaga!!!

Ani w danych lokalizacyjnych ani w sposobie montau moduw program nie umoliwia

wprowadzenia obrysu horyzontu (uwzgldnienie elementw zacieniajcych). Z tego powodu

wyniki symulacji (ilo wyprodukowanej energii) naley traktowa jako grn granic

oszacowania. W rzeczywistoci produkcja energii moe by znaczco nisza.

Krok 5. Wybr falownika

Kolejnym etapem projektu jest wybr falownika. Pole do realizacji tego zadania wyglda

nastpujco:

Opcji wyboru falownikw jest tu do sporo. Mona ustawi filtry ograniczajce

wyszukiwanie do pewnych rodzin falownikw produkowanych przez SMA lub do

falownikw speniajcych pewne wymogi techniczne. Najprostsz opcj jest Automatyczny

wybr rozwizania, jednak chcc mie wpyw na wybr falownika warto wybra jedn z

pozycji w Propozycje rozwiza. Osoby posiadajce wiedz i dowiadczenie w zakresie

falownikw mog rwnie skorzysta z opcji Wybr rczny.

Pierwsz pozycj na licie propozycji jest trjfazowy falownik STP 25000TL-30 i t opcj

naley wybra. Po zatwierdzeniu wyboru powracamy do poprzedniego okna, w ktrym

program sam zaproponuje konfiguracj acuchw moduw PV podpitych do tego

falownika. Falownik STP25000TL posiada dwa niezalene wejcia MPPT ( A i B). Jak wida

na poniszym rysunku program sugeruje uycie 5-ciu acuchw po 20 moduw (3 podpite

rwnolegle do wejcia A i 2 podpite rwnolegle do wejcia B).

Przy takiej konfiguracji rozpatrywany system wyprodukuje i odda do sieci rocznie

26703,6 kWh energii elektrycznej co daje znormalizowan produkcj (odniesion do

znamionowej mocy zainstalowanych moduw PV) rwn 1068 kWh/kWp.

Zielone ptaszki w obszarze kompatybilnoci instalacji fotowoltaicznej i falownika

oznaczaj, e nie zostay przekroczone dopuszczalne na wejciu falownika wartoci prdu i

napicia. Przekroczenie dopuszczalnego napicia wejciowego spowoduje uszkodzenie

falownika (pojawi si czerwone symbole ostrzegawcze). Przekroczenie dopuszczalnego

prdu na wejciu falownika spowoduje, e nie bdzie on w stanie przetworzy caej dostpnej

z moduw PV energii (pojawi si ostrzeenia w kolorze tym).

W tym miejscu warto rwnie omwi prezentowane na powyszym rysunku wskaniki

jakoci rozpatrywanego systemu PV:

Wspczynnik mocy znamionowej (w tym przypadku 102%) jest to stosunek maksymalnej

mocy DC na wejciu falownika (zalecanej przez producenta) do cznej mocy znamionowej

( w warunkach STC) moduw PV podpitych do tego falownika. Ze wzgldw

ekonomicznych wspczynnik ten powinien wynosi od 75 do 90% co oznacza, e w

rozpatrywanym przypadku falownik jest nieco przewymiarowany.

Wspczynnik wykorzystania energii (w tym przypadku 100%) okrela jaka cz energii

dostarczonej przez moduy PV zostaa przetworzona przez falownik. Stosujc kryterium

ekonomiczne wspczynnik ten powinien mie warto ok 99,8%.

Wspczynnik wykorzystania falownika (w tym przypadku 97,9%) oznacza po prostu jego

rednioroczn sprawno wyliczon na podstawie rzeczywistych danych pogodowych.

Warto ta zawsze bdzie mniejsza ni maksymalna sprawno falownika deklarowana przez

producenta.

Wspczynnik efektywnoci (Performance Ratio) oznacza stosunek energii

wyprodukowanej przez system warunkach rzeczywistych (owietlenie, temperatura, straty w

przewodach) do energii, ktr ten sam system byby w stanie wyprodukowa a warunkach

nominalnych (STC). Warto tego wspczynnika powinna wynosi wicej ni 75%. Jeli

warto jest rwna lub wiksza od 85% to znaczy, e mamy do czynienia z bardzo dobrze

zaprojektowanym, wysokosprawnym systemem fotowoltaicznym.

Klikajc na symbol obok nazwy falownika mona zapozna si z jego szczegowymi

parametrami technicznymi.

Pod polem wyboru falownika znajduje si klawisz do wyboru urzdze zarzdzajcych

energi produkowan przez system PV Sunny Home Manager / SMA Cluster Controller. S

to urzdzenia pozwalajce na tworzenie instalacji inteligentnego domu oraz pozwalajce

Operatorowi Sieci Dystrybucyjnej, do ktrej podczona jest instalacja na ograniczanie mocy

wprowadzanej do tej sieci. Jest to do istotne zagadnienie ze wzgldu na wspczynnik

jednoczesnoci generacji energii z PV na danym obszarze (te same warunki owietlenia

sonecznego), ktra moe doprowadzi do awarii przestarzaych energetycznych sieci

dystrybucyjnych. W polskim prawie ( Ustawa o OZE i Ustawa Prawo Energetyczne) znajduj

si zapisy pozwalajce OSD ogranicza a nawet blokowa wprowadzanie do sieci energii z

prosumenckich instalacji OZE o mocach powyej 10 kW. Jednak ze wzgldu na brak

szczegowych wytycznych technicznych w tym zakresie, problem ten nie bdzie poruszany

w tej instrukcji.

Jak ju wspomniano wczeniej program zaproponowa do projektu falownik

gwarantujcy przetworzenie na prd rzemienny caej energii pojawiajcej si na wyjciu

moduw fotowoltaicznych. Takie z podanych powyej powodw takie rozwizanie nie jest

optymalne ekonomicznie. Warto sprawdzi jak zachowa si projektowany system z

falownikiem o nieco mniejszej mocy. W tym celu naley do projektu Doda rozwizanie

alternatywne (klawisz w grnej czci ekranu po prawej stronie ponad

Ustawieniami/sposobem montau moduw PV). W wyniku tego dziaania otrzymamy

kolejn zakadk z nowymi parametrami projektu. Pocztkowo wszystkie te parametry bd

identyczne jak w projekcie oryginalnym. Dlatego naley z tej wersji projektu usun falownik

STP 25000TL -30 i rcznie wybra falownik STP 20000TL-30 (podobny falownik ale o mocy

20kW). Po klikniciu na klawisz Rczny wybr warto w obszarze filtrw (po lewej stronie)

pozostawi zaznaczone jedynie falowniki z rodziny Sunny Tripower znacznie skrci to list

modeli, wrd ktrych bdziemy szukali STP 20000TL.

Po zatwierdzeniu wyboru nowego falownika program sam zaproponuje ukad

acuchw moduw PV do niego podpitych (wejcie A: 3 rwnolege acuchy po 21

moduw, wejcie B: 2 rwnolege acuchy po 14 moduw). Jak atwo si zorientowa w

takim ukadzie jedynie 91 moduw (z planowanych 100) zostaje podczonych do falownika.

Dlatego naley przeprowadzi rczn rekonfiguracj ukadu moduw przywracajc

ustawienia jak dla falownika STP25000TL (A:3x20, B:2x20).

Dokonuje si tego poprzez kliknicie na pole zaznaczone na poniszym rysunku.

Okno konfiguracji acuchw moduw PV wyglda nastpujco:

W analogiczny sposb jak poprzednio naley stworzy drugie rozwizanie

alternatywne bazujce na tych samych moduach PV i falowniku STP20000TL ale ze

zmienionym ukadem acuchw. Tym razem do wejcia A naley podczy 3 acuchy po

22 moduy a do wejcia B 2 acuchy po 17 moduw. Na koniec wypada porwna

rozwizanie oryginalne i rozwizania alternatywne (klawisz powyej Ustawienie/Sposb

montau moduw PV).

Jak wida na powyszym rysunku zmiana falownika spowodowaa zmniejszenie

produkcji energii o ok. 230 kWh rocznie czyli mniej wicej o 0,9 %. Decyzja czy jest to strata

akceptowalna w wietle niszej ceny falownika, bdzie za kadym razem ostatecznie naleaa

do projektanta systemu i do inwestora. Na potrzeby tego projektu zakadamy, e niszy koszt

falownika kompensuje zmniejszon produkcj energii i godzimy si na tak zmian. Warto

zauway, e przy w drugim rozwizaniu alternatywnym przy asymetrycznej konfiguracji

acuchw moduw (A:3x22, B:2x17) uzyskuje si nieco wiksz caoroczn produkcj

energii ni dla konfiguracji symetrycznej (A:3x20, B:2x20). Wynika to z faktu, e do wejcia

A podpita jest wiksza ilo moduw, a napicie na nich wystpujce podczas zwykej

pracy jest bardziej zblione do 650V czyli do napicia, przy ktrym ma najwiksz

sprawno. Klikajc na przycisk Zastosuj wybrane rozwizanie w oknie drugiego

rozwizania alternatywnego powodujemy, e teraz to ono staje si rozwizaniem

podstawowym (Orygina), a dotychczasowe rozwizanie podstawowe staje si jedn z

alternatyw.

Krok 6. Wymiarowanie przewodw

Kolejnym krokiem projektu jest wymiarowanie przewodw poczeniowych. Do tego etapu

przechodzimy klikajc odpowiedni klawisz na dole ekranu konfiguracji instalacji

fotowoltaicznej.

W zalenoci od rodzaju instalacji i sposobu jej podczenia do sieci elektroenergetycznej

program w sposb graficzny pokae nam schemat tego poczenia. W rozpatrywanym

projekcie mona uy dwch sposobw podczenia instalacji:

Bezporedniego wyjcie AC falownika podczane jest bezporednio do punktu przycza

sieciowego

Poredniego midzy falownikiem a przyczem znajduje si rozdzielnica porednia (LV3).

Podczenie bezporednie

Podczenie z rozdzielnic poredni

Gdyby projekt zawiera kilka projektw czciowych (osobne pola fotowoltaiczne z wasnymi

falownikami) to dla nich rwnie istniaaby moliwo definiowania parametrw przewodw

(LV2).

Warto zwrci uwag na przyjty w programie sposb definiowania dugoci przewodw:

podaje si odlegoci midzy kocem pojedynczego acucha moduw PV a falownikiem

oraz midzy falownikiem a punktem przycza sieciowego (lub rozdzielnicy). Program sam

obliczy sumaryczne opornoci przewodw uwzgldniajc, e wystpuj w parach (biegun

dodatni i ujemny) oraz ilo tych par (wynikajc z iloci acuchw moduw PV). Podobnie

program postpi w przypadku przewodw AC, biorc pod uwag czy dany falownik jest

falownikiem jedno- czy trjfazowym. Program potrafi liczy straty dla przewodw

miedzianych lub aluminiowych (wybr materiau w tym samym oknie, gdzie ustawia si

dugoci i przekroje przewodw).

Naczelna zasada wymiarowania przewodw mwi, e straty w nich nie mog przekroczy 1%

mocy po stronie DC 1% cznej mocy nominalnej (w warunkach STC) moduw PV, a po

stronie AC 1% mocy nominalnej (AC) falownika.

Pocztkowo program przyjmuje domylne wartoci dugoci i przekroju przewodw.

Bdziemy je za chwil zmienia wic nie naley si przejmowa pojawiajcymi si

ostrzeeniami o zbyt duych stratach w przewodach.

W pierwszym kroku naley poda rzeczywist dugo przewodw DC i AC pozostawiajc

domylne ich przekroje. Na potrzeby tego projektu prosz wprowadzi: przewody DC 25m,

przewody AC 40m. Konfiguracji przewodw dokonuje si w odpowiednich zakadkach

(Przewody DC i Przewody LV1) pod schematem pocze.

Konfiguracja przewodw DC

Konfiguracja przewodw AC

Symbol oznacza poprawny dobr przewodw, a symbol oznacza zbyt due straty w

przewodach (za may przekrj poprzeczy czy zadanej dugoci). Warto zwrci uwag , i

ostrzeenie nie pojawi si gdy straty w danych przewodach bd wynosiy 0,99% co nie

oznacza jednak optymalnego zaprojektowania instalacji. Warto nieco zwikszy przekrj

przewodw aby straty w nich powstajce nie przekraczay poziomu 0,5%. W rozpatrywanym

projekcie problem pojawia si na wejciu B falownika oraz na jego wyjciu (AC). Prosz

stopniowo zwiksza przekrj przewodw a do pojawienia si symbolu . Finalnie (aby

zminimalizowa straty) prosz ustawi przekroje: DC 4mm2, AC 16mm

2. Wybr nieco

grubszych ni wymagane przewodw DC wynika z faktu, e moduy PV s wyposaane

fabrycznie najczciej w przewody przyczeniowe wanie o przekroju 4mm2 i nie jest

zasadne stosowanie cieszych przewodw w dalszej czci instalacji.

Po zatwierdzeniu zamian otrzymujemy pene zestawienie informacji o sposobie integracji

projektowanej instalacji z sieci elektroenergetyczn oraz o parametrach i stratach w

przewodach.

Program obliczy rwnie sumaryczne dugoci przewodw: DC 250m (5 acuchw

moduw po dwa przewody w kadym, czyli 25m*5*2=250m) oraz AC 40m (jeden falownik

z przewodami 40m do punktu przycza sieciowego). Sumaryczne straty w przewodach

wynosz 0,87%, co oznacza, e przewody zostay bardzo dobrze zwymiarowane.

Krok 7. Planowanie systemu monitorowania instalacji

W kolejnym kroku (klikajc na odpowiedni klawisz na dole strony Wymiarowania

przewodw przechodzimy do wyboru urzdze sucych do monitorowania instalacji PV.

System monitoringu pogodowego i energetycznego to bardzo istotne elementy instalacji

fotowoltaicznych. Przy prawidowej konfiguracji pozawala on na zdalny dostp i analiz

warunkw pracy monitorowanej instalacji. Analiza danych z systemu monitoringu

minimalizuje koszty obsugi technicznej instalacji serwisanci pojawiaj si na miejscu

jedynie po wykryciu nieprawidowoci w jej dziaaniu (np. mniejsza ni szacowana produkcja

energii lub due rnice w efektywnoci poszczeglnych segmentw instalacji) oraz w

okresach zaplanowanych, cyklicznych przegldw technicznych. Monitoring energetyczny

pozwala rwnie wacicielowi instalacji na weryfikacj faktur wystawianych przez

Operatora Sieci Elektroenergetycznej do, ktrego sieci podczona jest ta instalacja.

Program Sunny Design pozwala zapozna si z ofert urzdze przeznaczonych do

monitorowania instalacji i produkowanymi przez SMA. Wszelkie wybory dokonane w tym

kroku nie maj wpywu na wynik symulacji. Jedynym wyjtkiem od tej reguy jest analiza

ekonomiczna, ale pod warunkiem e w koszcie instalacji PV uwzgldni si rwnie koszt

urzdze monitoringu.

Okno planowania systemu monitoringu wyglda nastpujco:

W grnej czci okna naley zaznaczy oczekiwane funkcje systemu monitoringu a nastpnie

klikn klawisz Automatyczny wybr rozwizania. Program zaproponuje dostpne

urzdzenia speniajce nasze wymagania. Dla opcji zaznaczonych jak na powyszym rysunku

bd to:

SMA Com Gateway lokalne urzdzenie komunikacyjne

Sunny Explorer oprogramowanie na PC suce do monitorowania i wizualizacji

instalacji

Sunny SenesorBox urzdzenie pozwalajce na pomiar owietlenia, temperatury i

prdkoci wiatru.

Poczenie midzy lokalnymi urzdzeniami monitorujcymi a falownikiem odbywa si za

pomoc lokalnej sieci LAN. Dalej informacje przekazywane s przez Internet do Sunny Portal

(darmowy portal stworzony przez SMA z myl o swoich klientach; pozwala w prosty sposb

gromadzi, analizowa i wizualizowa dane z monitorowanych instalacji fotowoltaicznych).

Przy uyciu odpowiednich klawiszy na tym ekranie mona zobaczy rwnie alternatywne

rozwizania systemu monitorowania lub wybra inne urzdzenia komunikacyjne.

Krok 8. Analiza rentownoci

Poprzez kliknicie odpowiedniego klawisza na dole ekranu Planowania systemu

monitorowania instalacji przechodzi si do ekranu Analizy rentownoci. Analiza ta opiera

si na trzech filarach:

Koszcie instalacji

Koszcie pienidza (dotacja, kredyt itp.)

Zyskach (oszczdnociach) wynikajcych z dziaania instalacji.

Program nie obsuguje polskiej waluty (PLN) dlatego wszystkie kwoty (po stronie kosztw i

zyskw) naley podawa w jednej z dostpnych w programie walut (np. EUR) stosujc

prosty przelicznik 1:1. Naley przy tym pamita, e otrzymane wyniki (rwnie te

pojawiajce si na wygenerowanej przez program dokumentacji) naley traktowa tak jakby

byy w zotwkach.

Koszty instalacji mona okrela na dwa sposoby. W pierwszym (uytym w tym projekcie)

podajemy po prostu koszt ryczatowy 1 kWp systemu w wykonaniu pod klucz (z

uwzgldnieniem odpowiednich podatkw):

Na potrzeby tego projektu przyjto warto 4500 PLN (czyli po uwzgldnieniu

wczeniejszych uwag EUR) za 1 kWp. Dodatkowo zaoono roczne koszty eksploatacyjne

(ubezpieczenie, serwis itp.) na poziomie 1,5% wartoci instalacji. Przyjto rwnie efekt

starzenia si moduw PV objawiajcy si spadkiem mocy (0,8% / rok).

Oczywicie istnieje rwnie moliwo szczegowego okrelenia kosztw (nie korzystamy z

niej w tym projekcie):

W kolejnym punkcie naley okreli koszt pienidza. W poniszym oknie mona uwzgldni

otrzyman dotacje jak rwnie kredyt (w rnych konfiguracjach) i wynikajc z niego

konieczno spaty odsetek.

Na potrzeby tego projektu zakadamy finansowanie jedynie z kapitau wasnego (100%),

wskanik inflacji 2,5% oraz przeprowadzenie analizy rentownoci w okresie 20 lat.

Pora na okrelenie dochodw ze sprzeday wyprodukowanej energii. Przez dochody rozumie

si rwnie koszt energii sieciowej, ktra nie zostaa zakupiona poniewa zostaa

wyprodukowana przez instalacj PV.

Znaczenie poszczeglnych pozycji w tym oknie jest nastpujce:

Cena kupowanej energii elektrycznej finalna cena (energia i przesy) energii w obiekcie,

w ktrym instalowany jest system PV. Parametr ten ma znaczenie w projektach ze zuyciem

energii na potrzeby wasne (w rozpatrywanym projekcie nie ma znaczenia). W chwili obecnej

jego warto waha si zalenie od lokalizacji, sprzedawcy i dostawcy energii w zakresie od

0.50 do 0,65 PLN /kWh. Do analizy przyjto 0.6PLN/kWh

Roczny wskanik wzrostu cen energii na podstawie wieloletnich obserwacji i prognoz na

przyszo mona przyj e wynosi 3,5% rocznie.

Przychd z tytuu oddawania energii do sieci na potrzeby projektu przyjto warto

mieszczc si zakresie zwyciskich ofert na aukcji energii z OZE przeprowadzonej w

grudniu 2016 (aukcja dla systemw PV o mocy do 1MW) czyli 0,4PLN/kWh.

Dugo okresu uzyskiwania - zgodnie zapisami ustawy o OZE dugo okresu wsparcia

(preferencyjnych stawek zakupu energii) wynosi 15 lat.

Przy zuyciu energii na potrzeby wasne: potrcenie lub przychd premia lub

opodatkowanie ( ze znakiem ujemnym) za niewprowadzanie wyprodukowanej energii do

sieci (zuywanie jej na potrzeby wasne). W tym miejscu mona uwzgldni akcyz jednak w

rozpatrywanym projekcie nie ma to znaczenia i naley w tym polu wpisa warto

0PLN/kWh.

Cena prdu po okresie uzyskiwania wynagrodzenia - cena za jak energia bdzie

sprzedawana po zakoczeniu si okresu wsparcia (czyli po 15-stu latach). Wedug obecnych

przepisw jest to cena energii na rynku konkurencyjnym czyli 0.17 PLN/kWh.

W tym oknie mona rwnie uwzgldni dynamiczne taryfy sieciowe (np. taryfy dwu lub

trzystrefowe), jednak na potrzeby tego projektu nie bdziemy tego robi poniewa ma to

znacznie jedynie przy analizie instalacji ze zuyciem energii na potrzeby wasne.

Po wypenieniu wszystkich pl otrzymujemy przyblion analiz rentownoci sprowadzajc

si gwnie do obliczenia prostego okresu zwrotu poniesionych kosztw inwestycji oraz

wizualizacji corocznych przepyww kapitau.

Dla atwiejszej analizy naley przeczy wykres na Oszczdnoci cznie. Z powyszego

rysunku wida, e instalacja zamortyzuje si (spaci si) po ok 15 latach . Dokadniej ju w

14-stym roku pracy instalacji wyjdziemy niemal na 0 a w 15-stym bdziemy ju na niej

zarabia. Program wylicza rwnie koszt energii wyprodukowanej z projektowanej instalacji,

ktry dla przyjtych zaoe i parametrw kosztowych wynosi 0.319 PLN/kWh.

Krok 9. Zestawienie

Na dole ekranu Analizy rentownoci znajduje si klawisz przejcia do zestawienia wynikw

caego projektu. Pojawijcy si ekran jest bardzo obszerny i zawiera wszystkie

najwaniejsze informacje o zaprojektowanej instalacji PV. Na uwag zasuguj tabele i

wykresy znajdujce si w dolnej czci ekranu (pole Wyniki z kilkoma zakadkami).

Produkcja energii i wskaniki jakociowe:

Opis instalacji PV

Parametry przycza do sieci:

Parametry zbiorcze:

Klawiszem Export dane z wykresu lub tabeli mona wyeksportowa do pliku tekstowego w

formacie CSV.

Krok 10. Dokumentacja projektowa

Ostatnim etapem projektu jest przygotowanie jego dokumentacji. Program Sunny Design

bardzo upraszcza ten proces. Wystarczy, e u gry ekranu Export dokumentacji projektowej

zaznaczymy elementy, ktre w tej dokumentacji maj si znale. Warto w tym miejscu

oprcz ustawie domylnych zaznaczy analiz rentownoci.

Zgodnie z zaznaczonymi opcjami program wygeneruje kilkustronicowy plik pdf, ktry mona

przeglda w polu Podgld strona po stronie lub w caoci cign na swj komputer

(klawisz Pobierz dokumentacj projektow).

Pierwsza strona dokumentacji wyglda tak:

Chcc wykorzysta stworzony projekt jako baz to tworzenia kolejnych projektw warto go

zapisa jako szablon. W tym celu naley klikn pole Zapisz po prawej stronie na grnej

belce narzdziowej a nastpnie wybra opcj Zapisz jako szablon:

Chc wykorzysta szablon do tworzenia nowego projektu naley go na pocztku wybra z

lewego menu dostpnego po lewej stronie na osobistej stronie pocztkowej a nastpnie zaraz

Zapisa jako projekt z now nazw korzystajc z odpowiednich opcji na grnej belce

narzdziowej.

Zagadnienia do pracy wasnej.

W celu doskonalenia wasnych umiejtnoci i lepszego poznania programu Sunny Design

proponuj przeprowadzenie modyfikacji stworzonego projektu instalacji (jako rozwiza

alternatywnych lub jako nowych projektw tworzonych w oparciu o szablon).

Propozycje modyfikacji:

Zmiana typu i wytwrcy moduw PV

Zmiana ktw pochylenia moduw PV (od 0o do 90o)

Zastosowanie opcji trackera (regulacja pooenia w jednej lub obu osiach)

Zmiana parametrw przewodw poczeniowych (np. zbyt mae przekroje)

Nieprawidowa konfiguracja acuchw moduw (np. A:2x25, B:2x25)

Dla kadego zmodyfikowanego systemu naley sprawdzi poprawno jego dziaania oraz

porwna (procentowo) ilo wyprodukowanej energii w stosunku do wariantu pierwotnego.