background image

Instalacje 

Instalacje 

Fotowoltaiczne

Fotowoltaiczne

Autor:

Tytko Ryszard

Tytko Ryszard

Projekt „Chwytamy słońce”

background image

Szacuje się, że do roku 

Szacuje się, że do roku 

2010 

2010 

w krajach UE moc 

w krajach UE moc 

zainstalowana 

zainstalowana 

z PV wyniesie ok. 4500 MW

z PV wyniesie ok. 4500 MW

.

.

W Polsce do roku 2009 

W Polsce do roku 2009 

zainstalowano około 500 

zainstalowano około 500 

KW mocy z PV

KW mocy z PV

background image

Moc fotoogniw zainstalowanych w 

Moc fotoogniw zainstalowanych w 

UE w latach 2007 – 2008.

UE w latach 2007 – 2008.

 

 

background image

Zalety i wady 

Zalety i wady 

promieniowania 

promieniowania 

słonecznego, jako 

słonecznego, jako 

źródła energii:

źródła energii:

background image

                                    

                                    

Zalety:

Zalety:

– dostępna na całej kuli ziemskiej;

– dostępna na całej kuli ziemskiej;

– darmowa energia;

– darmowa energia;

– korzystanie z tego źródła energii nie 

– korzystanie z tego źródła energii nie 

wpływa negatywnie na zmiany klimatyczne 

wpływa negatywnie na zmiany klimatyczne 

Ziemi;

Ziemi;

– zasoby energetyczne słońca są 

– zasoby energetyczne słońca są 

niewyczerpane;

niewyczerpane;

– korzystanie z nich nie wpływa na bilans 

– korzystanie z nich nie wpływa na bilans 

energetyczny Ziemi.

energetyczny Ziemi.

background image

                                      

                                      

Wady:

Wady:

– ten rodzaj energii może być 

– ten rodzaj energii może być 

wykorzystywany cyklicznie, tylko w dni 

wykorzystywany cyklicznie, tylko w dni 

słoneczne;

słoneczne;

– konieczność magazynowania energii (np. 

– konieczność magazynowania energii (np. 

wymienniki, akumulatory);

wymienniki, akumulatory);

– zmienne natężenie oświetlenia [Lx], moc 

– zmienne natężenie oświetlenia [Lx], moc 

promieniowania [W/m

promieniowania [W/m

2

2

];

];

– ilość energii pozyskiwanej w ciągu dnia 

– ilość energii pozyskiwanej w ciągu dnia 

jest różna (od 0 do ok. 5) kWh/m

jest różna (od 0 do ok. 5) kWh/m

2

2

;

;

– energia rozproszona równomiernie na 

– energia rozproszona równomiernie na 

dużym obszarze;

dużym obszarze;

-kompletna instalacja: fotowoltaiczna jest 

-kompletna instalacja: fotowoltaiczna jest 

jeszcze stosunkowo droga.

jeszcze stosunkowo droga.

background image

W fotodetektorach jest wykorzystywane 

W fotodetektorach jest wykorzystywane 

wewnętrzne zjawisko fotoelektryczne. 

wewnętrzne zjawisko fotoelektryczne. 

Jeżeli

Jeżeli

przez półprzewodnik zostanie pochłonięty 

przez półprzewodnik zostanie pochłonięty 

(zaabsorbowany) foton o energii 

(zaabsorbowany) foton o energii 

W

W

=h×f (h 

=h×f (h 

– stała

– stała

Plancka) większej od szerokości przerwy 

Plancka) większej od szerokości przerwy 

energetycznej 

energetycznej 

W

W

g, to powstanie dodatkowa 

g, to powstanie dodatkowa 

para nośników elektron-dziura. W wyniku 

para nośników elektron-dziura. W wyniku 

oświetlenia nastąpi więc wzrost 

oświetlenia nastąpi więc wzrost 

koncentracji nośników ładunku w 

koncentracji nośników ładunku w 

półprzewodniku i związany z tym wzrost 

półprzewodniku i związany z tym wzrost 

konduktywności - zjawisko  

konduktywności - zjawisko  

optoprzewodnictwa, bądź też nastąpi 

optoprzewodnictwa, bądź też nastąpi 

samoistna polaryzacja złącza PN, wskutek 

samoistna polaryzacja złącza PN, wskutek 

czego stanie się ono źródłem siły 

czego stanie się ono źródłem siły 

elektromotorycznej – zjawisko 

elektromotorycznej – zjawisko 

fotowoltaiczne

fotowoltaiczne

background image

Fotoogniwo krzemowe

Fotoogniwo krzemowe

background image

Moduł fotowoltaiczny

Moduł fotowoltaiczny

background image

Elektrownia fotowoltaiczna w firmie 

Elektrownia fotowoltaiczna w firmie 

FRoSTA

FRoSTA

background image

Fotoogniwo na podłożu polimerowym

Fotoogniwo na podłożu polimerowym

background image

Głównymi dziedzinami zastosowań 

Głównymi dziedzinami zastosowań 

fotoogniw są:

fotoogniw są:

-

-

układy zasilające obiekty komunalne i 

układy zasilające obiekty komunalne i 

mieszkalnictwo;

mieszkalnictwo;

-zasilanie urządzeń elektronicznych w 

-zasilanie urządzeń elektronicznych w 

telekomunikacji i transporcie itd.;

telekomunikacji i transporcie itd.;

-zasilanie układów pomiarowych;

-zasilanie układów pomiarowych;

elektrownie fotowoltaiczne; 

elektrownie fotowoltaiczne; 

-cele wojskowe i kosmiczne

-cele wojskowe i kosmiczne

.

.

background image

Ogniwa fotowoltaiczne mają 

Ogniwa fotowoltaiczne mają 

następujące zalety: 

następujące zalety: 

-

-

energia elektryczna wytwarzana jest w 

energia elektryczna wytwarzana jest w 

sposób bezpośredni;

sposób bezpośredni;

-sprawność przetwarzania energii jest taka 

-sprawność przetwarzania energii jest taka 

sama, niezależnie od skali wielkości;

sama, niezależnie od skali wielkości;

-niewielka moc jest wytwarzana nawet w 

-niewielka moc jest wytwarzana nawet w 

pochmurne dni przy wykorzystaniu światła 

pochmurne dni przy wykorzystaniu światła 

rozproszonego;

rozproszonego;

-obsługa i konserwacja wymagają 

-obsługa i konserwacja wymagają 

minimalnych nakładów; 

minimalnych nakładów; 

-

-

„czysta

„czysta

” energia.

” energia.

-mankamentem systemów fotowoltaicznych 

-mankamentem systemów fotowoltaicznych 

jest ich wysoka cena (ok. 400 euro za 100 

jest ich wysoka cena (ok. 400 euro za 100 

W).

W).

background image

Przykłady zastosowań

Przykłady zastosowań

Fotoogniwa, jako 
źródło energii dla 
aparatu 
fotograficznego

Zasilanie laptopa 
przez fotoogniwa

background image

Zasilanie 

lampy przez 

fotoogniwo

Instalacja 
fotowoltaiczna 
na budynku

background image

Schemat połączenia

Schemat połączenia

background image

Zależność prądu i napięcia 

Zależność prądu i napięcia 

fotoogniwa od obciążenia

fotoogniwa od obciążenia

background image

Wielkość egzytancji energetycznej zmierzona w 

Wielkość egzytancji energetycznej zmierzona w 

dniach 11-17.07.2008 w Krakowie

dniach 11-17.07.2008 w Krakowie

 

 

background image

Wielkość egzytancji energetycznej, zmierzona w 

Wielkość egzytancji energetycznej, zmierzona w 

dniu 13.07.2008 w Krakowie

dniu 13.07.2008 w Krakowie

background image

Wielkość napięcia fotomodułu zmierzona w 

Wielkość napięcia fotomodułu zmierzona w 

dniu 13.07.2008 w Krakowie

dniu 13.07.2008 w Krakowie

background image

Układ połączeń: fotoogniwa, akumulatora z 

Układ połączeń: fotoogniwa, akumulatora z 

odbiornikiem na napięcie 12V

odbiornikiem na napięcie 12V

background image

Układ połączeń: fotoogniwa, akumulatora z 

Układ połączeń: fotoogniwa, akumulatora z 

odbiornikiem na napięcie 230V

odbiornikiem na napięcie 230V

background image

Obliczenia wstępne dotyczące 

Obliczenia wstępne dotyczące 

doboru baterii fotoogniw do 

doboru baterii fotoogniw do 

zasilania domu jednorodzinnego.

zasilania domu jednorodzinnego.

background image

Założenia

Założenia

: zapotrzebowanie domu o pow. 

: zapotrzebowanie domu o pow. 

ok. 150 m

ok. 150 m

2

2

 na moc elektryczną wynosi 

 na moc elektryczną wynosi 

ok. 6 kW (zakładając zasilanie obwodów 

ok. 6 kW (zakładając zasilanie obwodów 

jednofazowych)

jednofazowych)

 

 

P = U * I * cos

P = U * I * cos

ϕ

ϕ

 ; cos

 ; cos

ϕ 

ϕ 

= 0.95 ; U = 230 V

= 0.95 ; U = 230 V

I = P\U * cos

I = P\U * cos

ϕ 

ϕ 

=  6000\230 * 0.95 = 25 A

=  6000\230 * 0.95 = 25 A

 

 

W celu uzyskania napięcia 230 V należy 

W celu uzyskania napięcia 230 V należy 

połączyć szeregowo 10 modułów 

połączyć szeregowo 10 modułów 

fotowoltaicznych. 

fotowoltaicznych. 

U = 10 * 24 V = 240 ;

U = 10 * 24 V = 240 ;

przyjęto: 10 V-spadek napięcia na 

przyjęto: 10 V-spadek napięcia na 

przetwornicy

przetwornicy

Aby uzyskać prąd znamionowy I

Aby uzyskać prąd znamionowy I

 25 A 

 25 A 

należy połączyć równolegle

należy połączyć równolegle

5 zestawów po 10 modułów: 

5 zestawów po 10 modułów: 

 I = 5 * I

 I = 5 * I

= 5 * 4.9 = 24.5 A

= 5 * 4.9 = 24.5 A

background image

Dobór urządzeń do w/w instalacji :

Dobór urządzeń do w/w instalacji :

1. 50 szt. modułów SQ 160C – o 

1. 50 szt. modułów SQ 160C – o 

powierzchni ok. 50 m

powierzchni ok. 50 m

2

2

 - cena ok. 80000 zł.

 - cena ok. 80000 zł.

2. Regulator Solaris 30/12(25/24) – cena 

2. Regulator Solaris 30/12(25/24) – cena 

ok. 500 zł. 

ok. 500 zł. 

3. Przetwornica napięcia (przemiennik 

3. Przetwornica napięcia (przemiennik 

częstotliwości) – cena ok. 1500 zł

częstotliwości) – cena ok. 1500 zł

4. UPS – zasilanie rezerwowe – zakłada się 

4. UPS – zasilanie rezerwowe – zakłada się 

że dom wyposażony jest w zasilanie z sieci 

że dom wyposażony jest w zasilanie z sieci 

– cena ok. 1500 zł.

– cena ok. 1500 zł.

5. Bateria akumulatorów: np. 20 

5. Bateria akumulatorów: np. 20 

akumulatorów: 12 V/60 Ah – połączonych 

akumulatorów: 12 V/60 Ah – połączonych 

szeregowo cena ok. 5000 zł.

szeregowo cena ok. 5000 zł.

   6.Koszt montażu ok. 5000 zł.

   6.Koszt montażu ok. 5000 zł.

 

 

Koszt całkowity instalacji ok. 93500 zł.

Koszt całkowity instalacji ok. 93500 zł.

background image

1 kW mocy elektrowni fotowoltaicznej 

1 kW mocy elektrowni fotowoltaicznej 

wytworzy rocznie ok. 1000 kWh energii 

wytworzy rocznie ok. 1000 kWh energii 

elektrycznej.

elektrycznej.

Zakładając cenę 0,45 zł za 1 kWh (energia 

Zakładając cenę 0,45 zł za 1 kWh (energia 

na własne potrzeby, (cena energii 

na własne potrzeby, (cena energii 

sprzedawanej do sieci to ok. 0,27 zł /kWh.). 

sprzedawanej do sieci to ok. 0,27 zł /kWh.). 

otrzymamy:

otrzymamy:

Zysk: 6 · 1000 · 0,45 = 2700 zł/rok

Zysk: 6 · 1000 · 0,45 = 2700 zł/rok

Zysk ze sprzedaży „zielonych” świadectw 

Zysk ze sprzedaży „zielonych” świadectw 

udziałowych:

udziałowych:

1 kWh to ok. 0,23 zł.

1 kWh to ok. 0,23 zł.

6000 · 0,23 = 1380 zł/rok.

6000 · 0,23 = 1380 zł/rok.

Zysk całkowity: 2700 + 1380 = 4080 zł/rok

Zysk całkowity: 2700 + 1380 = 4080 zł/rok

Stopa zwrotu 93500 : 4080 ≈ 23 lata

Stopa zwrotu 93500 : 4080 ≈ 23 lata

Z powyższych przybliżonych wyliczeń 

Z powyższych przybliżonych wyliczeń 

wynika, że przy obecnych warunkach 

wynika, że przy obecnych warunkach 

prawno-finansowych inwestowanie w 

prawno-finansowych inwestowanie w 

elektrownię fotowoltaiczną jest 

elektrownię fotowoltaiczną jest 

nieopłacalne.

nieopłacalne.

background image

Dziękuję za uwagę ;-)

Dziękuję za uwagę ;-)

W opracowaniu wykorzystano materiały z podręcznika 

,,Odnawialne Źródła Energii” autor: Ryszard Tytko gdzie 

zacytowano również materiały źródłowe

                                     

 

 

Ryszard 

Ryszard 

Tytko

Tytko


Document Outline