Przewodnik wyjaśniający najważniejsze zagadnienia i informacje zawarte w Projekcie 3D elektrowni fotowoltaicznej.

Transkrypt

1 Przewodnik wyjaśniający najważniejsze zagadnienia i informacje zawarte w Projekcie 3D elektrowni fotowoltaicznej. Aby ułatwić Państwu zrozumienie zawartych w Słonecznym Raporcie (projekcie 3D) informacji przygotowaliśmy przewodnik po najważniejszych zagadnieniach związanych z technologią fotowoltaiczną. Najważniejsze pojęcia: PV (ang. Photovoltaic) fotowoltaika Moduł PV (fotowoltaiczny) inaczej bateria słoneczna. Pojedynczy, zazwyczaj zamknięty w ramie i przykryty szkłem, system ogniw fotowoltaicznych. Połączone moduły PV tworzą panele fotowoltaiczne. STC (ang. Standard Test Conditions) specjalne ustandaryzowane warunki testowania modułów fotowoltaicznych. Wp, kwp watpik, kilowatpik moc modułów PV w warunkach STC. String, łańcuch zespół połączonych szeregowo modułów PV. Generator PV zespół połączonych ze sobą paneli fotowoltaicznych wytwarzających prąd o odpowiednich parametrach. Wstępne informacje dotyczące systemu: 3D oznacza, że projekt został wykonany przy użyciu symulacji trójwymiarowej. Z uwzględnieniem zacieniających obiektów na dachu, w otoczeniu oraz z uwzględnieniem położenia geograficznego i horyzontu. Instalacja podłączona do sieci pełne zasilanie. Oznacza, że w projekcie przewidziano sprzedaż do sieci elektroenergetycznej całości pozyskanej energii. Podłączona do sieci instalacja fotowoltaiczna (PV) z urządzeniami elektrycznymi. Oznacza, że pozyskana energia w pierwszej kolejności zużywana jest na własne potrzeby obiektu (z pominięciem licznika), a dopiero jej nadmiar oddawany jest do sieci. Podłączona do sieci instalacja fotowoltaiczna (PV) z urządzeniami elektrycznymi i instalacją akumulatora. Oznacza, że pozyskana energia w pierwszej kolejności zużywana jest na potrzeby własne, następnie doładowywane są akumulatory, a dopiero w ostateczności energia sprzedawana jest do sieci. Tego typu rozwiązania podnoszą stopień zużycia pozyskanej energii na potrzeby własne.

2 Zysk Energia wyprodukowana przez system PV (sieć AC) roczna ilość energii (prądu zmiennego) pozyskana z systemu PV. Konsumpcja własna energii ilość pozyskanej energii zużytej na cele własne. Im większa jest ta wartość, tym wyższe oszczędności w rachunkach za energię. Energia oddana do sieci ilość energii odprowadzonej do / zgromadzonej w sieci elektroenergetycznej. Spec. uzysk roczny ilość pozyskanej energii z 1 kwp zainstalowanych modułów PV. Stosunek wydajności (PR) jest miarą dzięki której możemy ocenić wydajność systemu PV. PR jest uzależniony od wielu zmiennych m.in. od zastosowanych komponentów, zacienienia, lokalizacji. W najbardziej optymalnych warunkach i przy zastosowaniu urządzeń najwyższej klasy można uzyskać PR > 85%. Jednocześnie przyjmuje się, że PR < 75 % oznacza granicę opłacalności. Udział konsumpcja własna energii wyrażony w % udział pozyskanej i zużytej na cele własne energii do całości pozyskanej energii z systemu PV. Stopień samowystarczalności jest to dodatkowa informacja w przypadku rozbudowy systemu PV o baterie akumulatorów. Jest to wyrażony w % udział zużytej na cele własne pozyskanej energii w stosunku do zapotrzebowania energetycznego obiektu. Emisja CO 2, której udało się uniknąć jest to ilość CO 2, która należałoby wyemitować aby uzyskać tą samą ilość energii przy użyciu tradycyjnych metod. Jest to wartość CO2 o jaką redukujemy swój ślad węglowy. Zużycie Zużycie całkowite roczne całkowite zużycie energii. Dane wynikające z ankiety/wywiadu, bądź rachunków dostarczonych przez inwestora. Maksimum obciążenia maksymalne stałe obciążenie przez godzinę pracy. Dane wynikające z profilu zużycia energii i symulacji. Generator PV Podstawowe dane dot. generatora/ów PV zastosowane komponenty, nachylenie, orientacja, sposób montażu, powierzchnia. W dalszej części instrukcji podane są dodatkowe informacje dotyczące modułów fotowoltaicznych. Straty Wszystkie moduły fotowoltaiczne wykazują straty w okresie użytkowania. Obecnym standardem na rynku jest 80 % mocy początkowej po 25 latach pracy modułów PV.

3 Falownik Podstawowe informacje dot. falownika. W dalszej części instrukcji podane są dodatkowe informacje dotyczące falowników. Sieć AC Podstawowe informacje dot. sieci elektroenergetycznej. Kabel Informacje dot. strat związanych z przewodami. Strata nie powinna przekraczać 1 % Systemy akumulatorowe W przypadku rozbudowy elektrowni PV o baterie akumulatorów, są tu przedstawione podstawowe dane dot. magazynu energii. Wyniki symulacji Instalacja PV Rozszerzone informacje dot. uzysków energetycznych z systemu PV. W przypadku zastosowania baterii akumulatorów dodatkową informacją jest Doładowanie akumulatora. Oznacz to ilość pozyskanej energii która zasili baterie akumulatorów. Urządzenie Rozszerzone informacje dot. poborów w obiekcie. Pobór w trybie czuwania oznacza ilość energii pobranej przez falownik w momentach gdy nie generuje on energii. Systemy akumulatorowe Doładowanie akumulatora (Instalacja PV) oznacza ilość energii pozyskanej z systemu PV i zmagazynowanej w akumulatorach. Doładowanie akumulatora (Sieć) oznacza ilość energii pobranej z sieci w celu zapewniania prawidłowego działania magazynu energii. Pokrycie zapotrzebowania przez system akumulatorowy oznacza ilość energii dostarczonej przez baterie akumulatorów i wykorzystanej na zasilenie własne obiektu. Różnice w ilościach zgromadzonej w akumulatorach i wykorzystanej na zasilenie obiektu energii wynikają z głębokości rozładowania i start związanych z magazynowaniem. Obciążenie cykliczne oznacza w jakim stopniu baterie akumulatorów poddawane są cyklicznemu rozładowywaniu i doładowywaniu. Im mniejsza wartość, tym dłuższa żywotność baterii akumulatorów.

4 Okres trwałości eksploatacyjnej szacowany okres trwałości baterii akumulatorów wynikający z przeprowadzonej symulacji i danych producenta. Wykres: Prognoza uzysku Graficznie zilustrowany bilans energetyczny instalacji fotowoltaicznej, zapotrzebowania na energię oraz systemu akumulatorów. Wykres dla instalacji hybrydowej: Słupki nad i pod osią x musza się ze sobą równoważyć. Słupek nad osią x obrazuje źródła energii (żółty energia wyprodukowana z PV, zielony energia z akumulatora, jasnoniebieski energia z sieci). Słupek pod osią x obrazuje odpływ energii (jasnoszary urządzenia odbiorcze, ciemnozielony doładowanie akumulatora przez system PV, ciemnoniebieski energia oddana do sieci podlegająca mechanizmowi bilansowania. Ilość i rozdysponowanie energii zależy od produkcji systemu PV, profilu zużycia energii, zastosowanych banków energii. W elektrowniach wyposażonych w banki energii występuje czasami niewielkie zużycie energii pobranej z sieci w celu doładowania akumulatora. Zabieg taki jest czasami konieczny, ze względów technologicznych, aby utrzymać długą żywotność akumulatora. Jest to proces zautomatyzowany, a zużycie energii nie przekracza kilku kwh w skali roku. Wykres dla instalacji on-grid: Słupek żółty energia wyprodukowana przez mikroelektrownię. Słupek jasnoszary zapotrzebowanie na energię. Słupek ciemnoszary skumulowany bilans wytwarzania i zużycia energii elektrycznej. Wyniki na powierzchnie modułu Podstawowe informacje odzwierciedlające pracę generatora/ów PV. Bilans energetyczny instalacji fotowoltaicznej. Jest to rozszerzona symulacja uzysku z systemu PV z uwzględnieniem możliwych start i dodatkowych zysków. Promieniowanie globalne poziomo roczna ilość energii słonecznej docierającej do m 2 płaskiej powierzchni w danej lokalizacji. Globalne nasłonecznienie na moduł - roczna ilość energii słonecznej docierającej do m 2 powierzchni modułu PV. Globalne nasłonecznienie PV roczna ilość energii docierająca do powierzchni generatora PV.

5 Znamionowa energia PV Jest to ilość energii którą generator PV odzyskuje z globalnego nasłonecznienia. Wynika ona głównie ze sprawności danego modułu oraz ewentualnych zanieczyszczeń. Większe zabrudzenia generatora PV powinno usuwać się regularnie. Należy również pamiętać, że warto w ciągu roku przynajmniej dwukrotnie umyci całą powierzchnię generatora PV. W szczególności po okresie pylenia roślin. Energia PV (DC) bez regulacji falownika ilość energii uwzględniająca starty spowodowane zacienieniem, temperaturą, przewodami oraz rozwiązaniami technologicznymi zastosowanymi w danym module. Energia PV (DC)/Energia na wejściu falownika energia na zaciskach wejściowych falownika. Energia PV (AC) odjąć zużycie podczas czuwania energia na wyjściu z falownika z uwzględnieniem start związanych z przetwarzaniem energii w falowniku. Energia wyprodukowana przez system PV (sieć AC) energia prądu zmiennego pozyskana przez system PV bez uwzględniania poboru energii przez falownik w trybie czuwania. Moduł fotowoltaiczny Wyszczególnione parametry mechaniczne i elektryczne danego modułu fotowoltaicznego. Do najważniejszych i zarazem najciekawszych danych należą: Liczba diod obejściowych diody obejściowe (zwane też bocznikującymi lub by-pass) należą do wyposażenia elektrycznego modułów PV. Dzięki ich zastosowaniu minimalizowany jest wpływ punktowych zacienień na prace modułu. Im większa liczba diod obejściowych, tym lepsza charakterystyka pracy modułu. Standardem na rynku są obecnie 3 diody by-pass. Współczynnik mocy oznacza straty w mocy związane z temperaturą ogniw powyżej 25 O C (warunki STC). Im niższy w wartości bezwzględnej jest ten współczynnik, tym lepsza charakterystyka pracy modułu w czasie gorących dni. Parametr obciążenia częściowego analizując te dane możemy uzyskać informacje dot. mocy modułu PV w warunkach słabego nasłonecznienia. Mnożąc Napięcie w MPP przy obciążeniu częściowym i Natężenie prądu w MPP przy obciążeniu częściowym uzyskamy moc modułu PV w warunkach silnego zachmurzenia. Falownik Wyszczególnione parametry elektryczne danego falownika. Do najważniejszych danych należą Maks. Napiecie MPP min. I Maks napięcie MPP maks., które oznaczają zakres działania MPP trackera w danym falowniku. Im szerszy jest ten zakres tym lepsze właściwości połączonego systemu PV w warunkach wysokich i niskich temperatur.

6 Systemy akumulatorowe/akumulator Dane mechaniczne i elektryczne zastosowanych banków energii. Schemat elektryczny jednokreskowy Schemat elektryczny dotyczący poszczególnych komponentów i sposobów ich połączenia. W przypadku podłączenia elektrowni do sieci publicznej, tego typu schemat wymagany jest przez operatorów sieci dystrybucyjnych. Schemat rozłożenia generatora PV Schemat określający rozłożenie generatora/ów PV względem powierzchni dachowej. Zacienienie Ilustracja obrazująca zacienienie poszczególnych modułów powodowane przez obiekty na dachu i w bezpośrednim otoczeniu. Zacienione moduły PV wpływają na prace pozostałych obniżając PR, a co za tym idzie uzysk energetyczny. Należy unikać montażu modułów w miejscach zacienionych powyżej 10 %. Połączenia MPPT Ilustracja obrazująca sposób podłączenia poszczególnych stringów/łańcuchów do wybranych MPP trackerów falownika.