Europe Solar Production. Projektowanie, montaż i użytkowanie instalacji fotowoltaicznych

Transkrypt

1 Europe Solar Production Projektowanie, montaż i użytkowanie instalacji fotowoltaicznych

2 Budowa i użytkowanie instalacji fotowoltaicznej Zakres prezentacji: Historia firmy Europe Solar Production sp. z o.o. Produkcja modułów fotowoltaicznych film. Rodzaje modułów fotowoltaicznych Instalacje fotowoltaiczne Instalacje on-grid Instalacje off-grid Funkcjonowanie instalacji fotowoltaicznej Symulator instalacji fotowoltaicznej Zastosowania fotowooltaiki w życiu codziennym

3 Europe Solar Production Historia Europe Solar Production Sp. z o.o.: rok: założenie Solnova Sp. z o.o., rok: uruchomienie linii produkcyjnej, (linia i technologia zakupione od firmy Schmid, dopasowana do wymagań Solnova), rok: zatrudnienie pierwszych pracowników, rok: uzyskanie certyfikatu PN-EN ISO 9001, rok: uzyskanie certyfikatu IEC 61215/IEC 61730, rok: zmiana nazwy na Bauer Solar Production sp. z o.o rok: uzyskanie certyfikatów ISO 14001/ OHSAS 18001, rok: zmiana nazwy na Europe Solar Production sp. z o.o.

4 Energia odnawialna Energia odnawialna jest to energia uzyskiwana z naturalnych, powtarzających się procesów przyrodniczych. Odnawialne źródła energii (OZE) stanowią alternatywę dla tradycyjnych pierwotnych nieodnawialnych nośników energii (paliw kopalnych). Ich zasoby uzupełniają się w naturalnych procesach, co praktycznie pozwala traktować je jako niewyczerpalne. Źródło: W obliczeniach można przyjąć, że średnia emisja CO2 w energetyce konwencjonalnej wynosi 0,65 kg/ kwh. Uwaga: Fotowoltaika w zależności od technologii potrzebuje 1 4 lat aby wyprodukować energię równą tej włożonej w procesie produkcji modułu fotowoltaicznego.

5 Uzysk specyficzny Moc zainstalowana = 1 kwp Specyficzny uzysk z instalacji fotowoltaicznej: kwh/kwp Powierzchnia modułów = 4 x 1,6 m2 = 6,4 m2 Obliczenia specyficznego uzysku: Sprawność modułu = 14,0 15,0 % kwh/m2 1kWp = 6,4 m2 m2 = 0,15625 kwp 100 % : kwh/kwp 14,0% : 1102 kwh/kwp 14,5% : kwh/kwp 15,0% : kwh/kwp Uwaga: uwzględniając różnego rodzaju straty (zmiana współczynnika temp., niejednorodność promieniowania, system PV) schodzimy z uzyskiem do poziomu 939 kwh/kwp

6 Sprawność modułu fotowoltaicznego Wydajność modułu fotowoltaicznego: Energia elektryczna wy. = = Energia świetlna we. Moc wyjściowa Natężenie światła * pole powierzchni Przykład: Natężenie = 1000 W/m2 Pole powierzchni modułu = 1,65 m2 Moc modułu = 240 Wp 1,65 m 240 Wp 1000 W/m2 * 1,65 *100 % = 14,54 % 1,0 m

7 Standardowe warunki testowe Standardowe Warunki Testowe STC Temperatura 25 st. C Natężenie światła Ir = 1000 W/m2 AM Air Mass = 1.5 (Europa środkowa) Standardowe warunki testowe ustalenie wydajności modułu Pmax

8 Nasłonecznienie Przykładowa lokalizacja - Kraków Roczne nasłonecznienie 1150 kwh/m2 odpowiada Ilości generowanej energii: 863 kwh/kwp Źródło:

9 Nasłonecznienie Strona EU pozwalająca na obliczenie wydajności instalacji fotowoltaicznej dla wybranej lokalizacji w Europie (miesięczne, dzienne).

10 Nasłonecznienie Lokalizacja Białystok: Hy = kwh/m2 Ey = 939 kwh/kwp

11 Położenie oraz wielkość instalacji Google Maps można wykorzystać podczas planowania instalacji fotowoltaicznej. Dane możliwe do uzyskania: - pole powierzchni /wymiary/ - azymut. Źródło: google.com Uwaga: położenie geograficzne uzyskujemy klikając prawym przyciskiem na obiekcie. Uwaga : przeszkody w zabudowie warto sprawdzić w terenie (na miejscu przyszłej instalacji fotowoltaicznej).

12 Moduł fotowoltaiczny parametry pracy Parametry modułów fotowoltaicznych.

13 Planowanie instalacji fotowoltaicznej on-grid Główne elementy instalacji fotowoltaicznej on grid - przyłączonej do sieci energetycznej. Źródło: 1 moduł fotowoltaiczny, 2 skrzynka, przyłączeniowa, 3 inwerter, 4 licznik energii el. dwukierunkowy, 5 odbiornik,

14 Pojemność płytki krzemowej

15 Połączenie szeregowe płytek

16 Połączenie równoległe płytek

17 Diody bypassowe w module fotowoltaicznym

18 Eliminacja efektu Hot spot

19 Wpływ połączenia szeregowego modułów na wydajność Źródło:

20 Wpływ połączenia równoległego na wydajność

21 Rodzaje modułów fotowoltaicznych Moduł fotowoltaiczny Monokrystaliczny Polikrystaliczny Amorficzny A- Si - Amorphous Silicon Si monocrystalline Silicon Si Polycrystalline Silicon CaTe - Cadmium Telluride CIGS - Copper Indium Gallium Selenide

22 Rodzaj modułów fotowoltaicznych Amorficzny Wydajność 8 13 % 8 14 m2/kwp Powierzchnia potrzebna do zainstalowania 1 kwp Polikrystaliczny Wydajność 14,4 15,5 % 6,7 8 m2/kwp 6,7 8 m2/kwp Monokrystaliczny Wydajność 14,5 16 % 6,5 7,5 m2/kwp

23 Planowanie instalacji fotowoltaicznej on-grid Oprogramowanie darmowe: SMA Sunny Design Kacocalc pro FRONIUS Konfigurator Oprogramowanie płatne (uniwersalne) : PV Sol, PV Scout, inne. Źródło: SMA

24 Planowanie instalacji fotowoltaicznej on-grid Źródło: SMA

31 Kabel elektryczny Główne wymagania: - odporność na promieniowanie UV, - odporność na wilgoć, - odporność na uszkodzenia mechaniczne (podwójna izolacja), - max. napięcie 1,8 kv, - temperatura pracy st. C

32 Mocowanie modułów fotowoltaicznych Uchwyt montażowy Konstrukcja wsporcza Uwaga: Zaleca się unikania wprowadzania naprężeń podczas mocowania, Zaleca się stosowania jednakowej siły dla wszystkich modułów fotowoltaicznych. Profil montażowy

33 Montaż instalacji dachowej - dachówka Do haków przykręcona zostaje konstrukcja aluminiowa, do której następnie zostają przymocowane moduły fotowoltaiczne.

34 Montaż instalacji dachowej blacha trapezowa

35 Montaż instalacji dachowej dach płaski Z uwagi na znaczne obciążenia może wystąpić konieczność zastosowania konstrukcji samonośnej

36 Montaż instalacji dachowej dach płaski Przykład zastosowania konstrukcji samonośnej na dachu płaskim Wskazówka: Zamontowanie blachy od tyłu modułu zabezpiecza przed wiatrem i dodatkowo powoduje dociskanie konstrukcji do powierzchni dachu. System szczególnie nadaje się do dachów, które nie można zbytnio obciążać.

37 Instalacja na wolnym powietrzu fundament Bloki betonowe mogą być związane na trwale z konstrukcją lub po prostu konstrukcja może być obciążona nimi.

38 Inwertery do 100 kwp Inwerter 1 fazowy Inwerter 3 fazowy Inwerter 3 fazowy (x 3) Sunny Boy 3000 TL Sunny TriPower TL Sunny Mini Central 9000 TL Dodatkowe oznaczenia: TL wersja bez transformatora RP Reactive Power Control ESS rozłącznik strony DC Źródło: SMA

39 Inwerter naścienny 5 kwp Źródło: SMA

40 Inwerter wolnostojący powyżej 100 kw Założenia do projektu: Lokalizacja: Kraków Powierzchnia do wykorzystania: 10,5 ha Współczynnik: 888 kwh/kwp Powierzchnia czynna modułów : m2 Rodzaj modułów: BS 240 6P Liczba modułów: szt Roczny uzysk energii: MWh *) Warunkiem uzyskania kosztów przychodów jest posiadanie koncesji na sprzedaż energii przy sprzedaży energii lub zużywanie energii elektrycznej na własne potrzeby.

41 Inwerter wolnostojący powyżej 100 kw Inwertery centralne mogą być wyposażone w stacje transformatorowe /np. 20 kv/ Źródło: SMA

42 Inwerter wolnostojący powyżej 100 kw Parametry inwertera : Max prąd wejściowy: A Max napięcie wejściowe V Parametry instalacji PV 148 szt x 8 A = A 20 x 36,75 V = 735 V 2 x A = A Podłączenie modułów fotowoltaicznych do inwertera: jeden ciąg składa się z 20 modułów, do jednego wejścia podłączonych jest 148 ciągów (po 20 modułów) Każdy inwerter posiada dwa niezależne wejścia.

43 Inwerter wolnostojący powyżej 100 kw Przykładowa instalacja o mocy 3,1 MWp Zastosowano 31 inwerterów 100 kwp podzielonych na wyspy po 100 kwp Źródło: Bauer Solarenergie

44 Inwerter wolnostojący powyżej 100 kw Zapotrzebowanie na powierzchnię wynosi ok m2/ 1 MWp Łączna moc elektrowni : ok. 7 MWp

45 Elektrownia fotowoltaiczna 2 MWp inwertery stringowe Źródło: Sunny Portal SMA

46 Elektrownia fotowoltaiczna 2 MWp inwertery stringowe Źródło: Sunny Portal SMA

47 Elektrownia fotowoltaiczna 2 MWp inwertery centralne Źródło: Sunny Portal SMA

48 Elektrownia fotowoltaiczna 2 MWp inwertery centralne Źródło: Sunny Portal SMA

49 Wyprowadzenie mocy W zależności od mocy instalacji niezbędne jest jej podpięcie do sieci energetycznej (napięcie, rozpływ mocy w okolicy, stan sieci) warunki podłączenia instalacji energetycznej wydaje lokalny zakład energetyczny. Źródło:

50 Skrzynka przyłączeniowa po stronie DC Jednym z nierozłącznych elementów instalacji PV jest skrzynka przyłączeniowa po stronie DC. Najczęściej znajdują się w niej zabezpieczenia nadnapięciowe strony DC. Źródło: Hensel Uwaga: materiał skrzynki musi być odporny na działanie promieni UV oraz dodatkowo skrzynka nie powinna znajdować się w pomieszczeniach, w których występuje niebezpieczeństwo tworzenia się pary kondensacyjnej!!!

51 Wyłącznik przecipożarowy po stronie DC Wyłącznik przeciwpożarowy jest bardzo istotnym elementem każdej instalacji fotowoltaicznej na wypadek wystąpienia pożaru. Źródło: Eaton Uwaga: wyłącznik p-poż może być integralną częścią inwertera lub może zostać zabudowany jako niezależny element instalacji!!!

52 Produkcja roczna energii elelktrycznej 4,71 kwp Źródło:

53 Produkcja dzienna energii elektrycznej 4,71 kwp

54 Fotowoltaika w systemie energetycznym Energetyka słoneczna Praca: h/rok Energetyka konwencjonalna: - węglowa, - gazowa, - atomowa, - biomasowa - wodna. Praca: 8000 h/rok MIX energetyczny Energetyka wiatrowa Praca: - na lądzie: h/rok - na morzu: > h/rok Energetyka szczytowa: - wodna, - gazowa. Praca: w razie potrzeby

55 Fotowoltaika w systemie energetycznym Fotowoltaika jest w stanie pokryć dużą część zapotrzebowania szczytu porannego Źródło:

56 Elementy instalacji fotowoltaicznej Off grid Główne elementy instalacji fotowoltaicznej off grid pracującej jako instalacja wyspowa. Źródło: 1 moduł fotowoltaiczny, 2 regulator ładowania, 3 odbiornik prądu stałego, 4 akumulator, 5 inwerter, 6 odbiornik prądu zmiennego.

57 Rodzaje zestawów akumulatorowych Bateria akumulatorów gromadzenie energii elektrycznej. Rodzaje akumulatorów ładowań Żelowe ładowań Kwasowoołowiowe Litowojonowe ładowań

58 Obliczenie liczby modułów fotowoltaicznych Moc generatora /lipiec/: Pg = 301 Wp Moc pojedynczego modułu: P = 240 Wp Liczba modułów PV = 2 szt. Moc generatora /grudzień/: Pg = Wp Liczba modułów PV = 7 szt. Uwaga: wiedząc, że przy 7 modułach w okresie letnim nasze zapotrzebowanie będzie pokryte praktycznie przez 2 moduły, dlatego możemy dla tych 4 szt. zaplanować dodatkowy odbiór, który pracuje tylko latem (np. System klimatyzacji) lub pozostajemy przy dwóch modułach i braki w okresach jesienno ziomowych będziemy pobierali z sieci.

59 Instalacja odgromowa - podłączenia Żródło: ABB Zabezpieczenie nadnapięciowe firmy ABB. Przykładowe ustawienia: - <=1,2 * Un [V] - <= 0,1 [s]

60 Rozliczenie zużycia energii elektrycznej Landis + Gyr Sp. z o.o. Uwaga: rodzaj licznika energii elektrycznej oraz sposób odczytu należy uzgodnić z zakładem energetycznym.

61 Nadzór instalacji fotowoltaicznych Sunny Portal zbiera dane z całego świata /

62 Elektrownia Sanktuarium w Jaworznie Źródło: Sunny Portal SMA

70 Nadzór instalacji fotowoltaicznych Nadzór nad pracą elektrowni możliwa jest za pośrednictwem zdalnego dostępu do parametrów pracy z wykorzystaniem dedykowanych rozwiązań SMA OPC Serwer. Źródło: SMA

71 Stacja meteorologiczna dane pogodowe Źródło: SMA Stacja meteorologiczna umożliwia zbieranie danych pogodowych i analizę wydajności instalacji fotowoltaicznej.

72 Przegląd instalacji fotowoltaicznej Wysokość konstrukcji wsporczej powinna zabezpieczać przed osłanianiem modułów przez opadający śnieg. Miedzy dwoma rzędami modułów musimy zostawić drogę umożliwiającą koszenie trawy oraz mycie modułów.

73 Instalacja fotowoltaiczne dodatkowe wymagania Istotne elementy dodatkowe: - ogrodzenie instalacji fotowoltaicznej, - system monitoringu, - drogi serwisowe (czyszczenie paneli fotowoltaicznych 2 razy w roku), - koszenie trawy i roślin.

74 Zastosowanie modułów fotowoltaicznych Moduły ramowe Moduły bezramowe Rama aluminiowa Szyba - Szyba Zastosowanie: - fasady, - dachy skośne, - dachy płaskie, - wolnostojące. Zastosowanie: - fasady, - dachy skośne. BIPV (Building Integrated Photovoltaics) jest to instalacja fotowoltaiczna zintegrowana z budynkiem i tym samym jest częścią odpowiedzialną za parametry budowlane budynku takie jak przewodność cieplną, izolacja termiczna, ochrona dźwiekoszczelna.

75 Zastosowanie modułów fotowoltaicznych Dywersyfikacja działalności biznesowej Na istniejących obiektach firm lub gospodarstw rolniczych możliwe jest obniżenie kosztów stałych prowadzonej działalności (powierzchnia pracuje dwukrotnie).

76 Zastosowanie modułów fotowoltaicznych Autonomiczne zestawy zasilające Autonomiczne zestawy zasilające pozwalają na zasialnie odbiorników w miejscach, w których nie ma dostępu do publicznej sieci elektroenergetycznej.

77 Zastosowanie modułów fotowoltaicznych Autonomiczne zestawy zasilające Autonomiczne zestawy zasilające składają się ze źródeł energii elektrycznej (fotowoltaika, wiatrak) oraz bateria akumulatorów (najczęściej są to układy off grid.

78 Zastosowanie modułów fotowoltaicznych Oświetlenie zewnętrzne w domu i ogrodzie Mikro autonomiczne zestawy zasilające mogą być wykorzystane do zasilania oświetlenia w różnych miejscach w gospodarstwie domowym.

79 Zastosowanie modułów fotowoltaicznych Oświetlenie uliczne Oświetlenie uliczne wykonane z wykorzystaniem zestawów fotowoltaika-wiatrak pozwala na obniżenie kosztów bieżącej pracy układu (inwestycja jest zdecydowanie wyższa od tradycyjnych lamp sodowych). Bardzo istotne jest dobranie układów do prawidłowej pracy zapewnienie ciągłości pracy.

80 Zastosowanie modułów fotowoltaicznych Wyposażenie domowe Wyposażenie gospodarstwa domowego może być wykonane w formie mikro autonomicznych zestawów fotowoltaicznych.

81 Zastosowanie modułów fotowoltaicznych Gadżety oraz drobne urządzenia zasilane energią elektryczną Każde urządzenie elektryczne pracujące na prądzie stałym może być zasilane za pośrednictwem mikro autonomicznych zestawów fotowoltaicznych.

82 Zastosowanie modułów fotowoltaicznych Car porty i samochody elektryczne Olbrzymi potencjał rozwoju fotowoltaiki związany jest z postępem w zakresie motoryzacji opartej na samochodach elektrycznych.

83 Zastosowanie modułów fotowoltaicznych Gospodarstwo domowe: Prosument Dzięki zastosowaniu fotowoltaiki w gospodarstwie domowym lub spółdzielni mieszkaniowej występuje możliwość zwiększenia bezpieczeństwa zasilania przy jednoczesnej możliwości obniżenia kosztów energii elektrycznej.

84 Zastosowanie modułów fotowoltaicznych Elektrownie hybrydowe Budowa elektrowni hybrydowych to poprawa bezpieczeństwa energetycznego gminy (daje możliwości zwiększenia przychodów gminy, pozwala na zagospodarowanie nieużytków oraz zwiększa stabilność zasilania).

85 Składniki kosztów energii elektrycznej Energia elektryczna taryfa dzienna: Energia elektryczna taryfa nocna:

86 Analiza zużycia energii elektrycznej Przeprowadzając analizę zużycia energii elektrycznej będziemy w stanie podjąć lepsza decyzję na temat rodzaju instalacji fotowoltaicznej

87 Pożar instalacji fotowoltaicznej. Takich sytuacji Państwu nie życzę Zapraszam również na stronę :