Warunki pracy system³w romus/OZE/Wyklady/Zaawansowane Systemy...  CIEƒ BARDZO SILNY WPYW ZACIENIENIA

  • View
    212

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of Warunki pracy system³w romus/OZE/Wyklady/Zaawansowane Systemy...  CIEƒ BARDZO SILNY...

Zaawansowane systemy

fotowoltaiczne

Wykad 3

Warunki pracy systemw PV

dr in. Janusz Teneta

C-3 pok. 8 (parter), e-mail: romus@agh.edu.pl

Wydzia EAIiIBKatedra Automatyki i Robotyki

AGH Krakw 2018

J. TENETA "Zaawansowane systemy fotowoltaiczne" AGH 2018 1

Sposoby montau paneli sonecznych

Ukady stacjonarne (zafiksowane) baterie soneczne pozostaj w niezmiennej pozycji przez cay rok. W niektrych przypadkach 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 stanowi najczciej silniki elektryczne ale spotyka si rwnie napdy wykorzystujce zjawiska fizyczne zwizane z ciepem promieniowania sonecznego. W ukadach elektrycznych wystpuj dwa sposoby sterowania:

- zegarowy zmieniajcy pooenie baterii niezalenie od chwilowych warunkw owietleniowych

- czujnikowy reagujcy na odchylenie strumienia promieniowania sonecznego od aktualnego pooenia baterii

- hybrydowy inteligentne algorytmy zegarowo-czujnikowe

J. TENETA "Zaawansowane systemy fotowoltaiczne" AGH 2018 2

Wpyw montau paneli PV na dostpno energii sonecznej

J. TENETA "Zaawansowane systemy fotowoltaiczne" AGH 2018 3

Stacjonarny monta paneli PV na otwartej przestrzeni

h

d

b

d1

Regua dla naszej szerokoci geograficznej:

d = 3*b

W sezonie zimowym, w godzinach okoopoudniowych poprzednie rzdy nie powinny zacienia rzdw nastpnych.

J. TENETA "Zaawansowane systemy fotowoltaiczne" AGH 2018 4

Systemy stacjonarne na budynkach

above sloped roof

(stand-off)

on flat roof,

tilted

in front of

facade

in facade

on flat roof,

layed

awning

Na dachu

typu

szedy

(h)

Nad

nachylonym

dachem (a)

Na

nach.

dachu

(b)

Nad paskim

dachem (c)

Na paskim

dachu (d)

Przed fasad (e)

Na fasadzie (f)

W formie markizy (h)

Images: Fraunhofer ISE, Freiburg, Germany

J. TENETA "Zaawansowane systemy fotowoltaiczne" AGH 2018 5

Temperatura pracy moduw PV

Nagrzewanie si moduw

wystawionych na

promieniowanie soneczne.

Jeli tylna powierzchnia moduu

jest izolowana termicznie

temperatura ogniwa moe

wzrosn nawet o 60C powyej

temperatury otoczenia.

Zaprezentowane wyniki

pokazuj temperatur moduw

zamontowanych bezporednio

na termoizolacyjnej fasadzie

(czerwone punkty) oraz na

wysignikach ze szczelin

wentylacyjn.

60

20

40

-20

0

4002000 800600 1000

Owietlenie W/m2]

Wzro

st

tem

pera

tury

[0

C]

Z chodzeniem

linear Regression: T = 0,04 * l 0,6

Bez chodzenia

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

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

J. TENETA "Zaawansowane systemy fotowoltaiczne" AGH 2018 6

Wpyw montau na wzrost temperatury

Rnice temperatury pomidzy moduami sonecznymi a otoczeniem dla rnych sposobw montau oraz spowodowane nimi straty produkowanej energii 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

J. TENETA "Zaawansowane systemy fotowoltaiczne" AGH 2018 7

Wraliwo temperaturowa moduw PV

J. TENETA "Zaawansowane systemy fotowoltaiczne" AGH 2018 8

Wraliwo temperaturowa moduw PV

Uoc: -143 mV/oC

Isc: +2.9 mA/oC

Moc:-0.48 %/oC

J. TENETA "Zaawansowane systemy fotowoltaiczne" AGH 2018 9

Ukady koncentratorowe(systemy nadne)

Sevilla PV PLANT(paskie lustra)

J. TENETA "Zaawansowane systemy fotowoltaiczne" AGH 2018 10

Ukady koncentratorowe(systemy nadne)

Hokuto-City Japan(soczewki Fresnela)

J. TENETA "Zaawansowane systemy fotowoltaiczne" AGH 2018 11

Porwnanie pracy systemu stacjonarnego i nadnego

J. TENETA "Zaawansowane systemy fotowoltaiczne" AGH 2018 12

Maximum Power Point (MPP)

15,95V

3,12A

J. TENETA "Zaawansowane systemy fotowoltaiczne" AGH 2018 13

Maximum Power Point (MPP)

15,95V

3,12A

R=U/I= 5,11 ohm

J. TENETA "Zaawansowane systemy fotowoltaiczne" AGH 2018 14

Maximum Power Point (MPP)

10,3V

2,09A

R=U/I= 5,11 ohm

P=21,5W (-26%)

J. TENETA "Zaawansowane systemy fotowoltaiczne" AGH 2018 15

Maximum Power Point (MPP)

3,5V

0,7A

R=U/I= 5,11 ohm

P=2,45W (-73%)

J. TENETA "Zaawansowane systemy fotowoltaiczne" AGH 2018 16

Maximum Power Point Tracking (MPPT)

rdo: Luque A., Hegedus S.: Handbook of Photovoltaic Science and Engineering

J. TENETA "Zaawansowane systemy fotowoltaiczne" AGH 2018 17

Maximum Power Point Tracking (MPPT)

rdo: A. DOLARA, R. FARANDA, S. LEVA: Energy Comparison of Seven MPPT Techniques for PV Systems, J. Electromagnetic Analysis & Applications, 2009, 3: 152-162

J. TENETA "Zaawansowane systemy fotowoltaiczne" AGH 2018 18

Schemat blokowy elektronicznego ukadu MPPT

Rodzaje algorytmw MPPT

J. TENETA "Zaawansowane systemy fotowoltaiczne" AGH 2018 19

Algorytm staego napicia (CV)

Algorytm napicia ukadu otwartego (OV)

Algorytm prdu zwarciowego (SC)

Algorytm zaburzenia i obserwacji (P&O)

WEWNTRZNA BUDOWA MODUU PVKRZEM KRYSTALICZNY 60 OGNIW

ELEMENTARNE

FOTOOGNIWO

J. TENETA "Zaawansowane systemy fotowoltaiczne" AGH 2018 20

WEWNTRZNA BUDOWA MODUU PVKRZEM KRYSTALICZNY 60 OGNIW

SYMBOL

FOTOOGNIWA

LUB MODUU PV

ANODA

KATODA

J. TENETA "Zaawansowane systemy fotowoltaiczne" AGH 2018 21

WEWNTRZNA BUDOWA MODUU PVKRZEM KRYSTALICZNY 60 OGNIW

J. TENETA "Zaawansowane systemy fotowoltaiczne" AGH 2018 22

WEWNTRZNA BUDOWA MODUU PVKRZEM KRYSTALICZNY 60 OGNIW

POZWALA PRDOWI

OMIN

ZACIENIONY

FRAGMENT MODUU

DIODA

BYPASS

J. TENETA "Zaawansowane systemy fotowoltaiczne" AGH 2018 23

WEWNTRZNA BUDOWA MODUU PVKRZEM KRYSTALICZNY 60 OGNIW

TRZY DIODY DZIEL

MODU NA TRZY

SEGMENTY CZYLI

SUBSTRINGI

J. TENETA "Zaawansowane systemy fotowoltaiczne" AGH 2018 24

MODU Z KRZMU KRYSTALICZNEGOMONTA PIONOWY

CIE

BARDZO SILNY

WPYW

ZACIENIENIA

ZACIENIONE S

WSZYSTKIE TRZY

SEGMENTY

J. TENETA "Zaawansowane systemy fotowoltaiczne" AGH 2018 25

MODU Z KRZMU KRYSTALICZNEGOMONTA POZIOMY

CIE

OGRANICZONY WPYW ZACIENIENIA

ZACIENIONY JEST TYLKO JEDEN SEGMENT

J. TENETA "Zaawansowane systemy fotowoltaiczne" AGH 2018 26

WEWNTRZNA BUDOWA MODUU PVKRZEM KRYSTALICZNY 60 OGNIW

NIETYPOWE POCZENIE WEWNTRZNE

TRZY DIODY DZIEL

MODU NA TRZY

SEGMENTY CZYLI

SUBSTRINGI

CONERGY

POWER PLUS 225 P

J. TENETA "Zaawansowane systemy fotowoltaiczne" AGH 2018 27

MODU Z KRZMU KRYSTALICZNEGO NIETYPOWE POCZENIE WEWNTRZNE

MONTA PIONOWY

CIE

BARDZO SILNY

WPYW

ZACIENIENIA

ZACIENIONE S

WSZYSTKIE TRZY

SEGMENTY

CONERGY

POWER PLUS 225 P

J. TENETA "Zaawansowane systemy fotowoltaiczne" AGH 2018 28

MODU Z KRZMU KRYSTALICZNEGO NIETYPOWE POCZENIE WEWNTRZNE

MONTA POZIOMY

CIE

SILNY WPYW ZACIENIENIA

ZACIENIONE S DWA SEGMENTY

CONERGY

POWER PLUS 225 P

J. TENETA "Zaawansowane systemy fotowoltaiczne" AGH 2018 29

WEWNTRZNA BUDOWA MODUU PVTECHNOLOGIA CIENKOWARSTWOWA

J. TENETA "Zaawansowane systemy fotowoltaiczne" AGH 2018 30

WEWNTRZNA BUDOWA MODUU PVTECHNOLOGIA CIENKOWARSTWOWA

J. TENETA "Zaawansowane systemy fotowoltaiczne" AGH 2018 31

MODU CIENKOWARSTWOWYMONTA PIONOWY

CIE

OGRANICZONY

WPYW ZACIENIENIA

SPADEK MOCY

PROPORCJONALNY

DO ZACIENIONEJ

POWIERZCHNI

MODUU

J. TENETA "Zaawansowane systemy fotowoltaiczne" AGH 2018 32

MODU CIENKOWARSTWOWYMONTA POZIOMY

CIE

OGRANICZONY WPYW ZACIENIENIA JELI ZASTOSOWANO

DIODY BYPASS

J. TENETA "Zaawansowane systemy fotowoltaiczne" AGH 2018 33

EFEKT CZCIOWEGO ZACIENIENIA

J. TENETA "Zaawansowane systemy fotowoltaiczne" AGH 2018

NOCT

34

EFEKT CZCIOWEGO ZACIENIENIA

J. TENETA "Zaawansowane systemy fotowoltaiczne" AGH 2018 35

EFEKT CZCIOWEGO ZACIENIENIA

J. TENETA "Zaawansowane systemy fotowoltaiczne" AGH 2018 36

EFEKT CZCIOWEGO ZACIENIENIA

J. TENETA "Zaawansowane systemy fotowoltaiczne" AGH 2018 37

EFEKT CZCIOWEGO ZACIENIENIA

Maksimum

globalne

Maksimum

lokalne

J. T