Wykorzystanie portalu PVGIS (Photovoltaic Geographical Information System) do:

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Wykorzystanie portalu PVGIS (Photovoltaic Geographical Information System) do:"

Alicja Kowalczyk
8 lat temu
Przeglądów:

CZYSTE ENERGIE - LABORATORIUM nr 1. Wykorzystanie portalu PVGIS (Photovoltaic Geographical Information System) do: I. Zapoznania się z mapami nasłonecznienia w Europie II.

Oszacowania produkcji energii elektrycznej w systemie fotowoltaicznym współpracującym z siecią elektroenergetyczną (on-grid). IV.

1 CZYSTE ENERGIE - LABORATORIUM nr 1. Wykorzystanie portalu PVGIS (Photovoltaic Geographical Information System) do: I. Zapoznania się z mapami nasłonecznienia w Europie II. Rozpoznania dostępności energii słonecznej w ujęciu dziennym i miesięcznym III. Oszacowania produkcji energii elektrycznej w systemie fotowoltaicznym współpracującym z siecią elektroenergetyczną (on-grid). IV. Statystycznej analizy pracy wydzielonego (wyspowego, off-grid), autonomicznego systemu fotowoltaicznego. Przebieg ćwiczenia: Część I Zapoznanie się z mapami nasłonecznienia w Europie 1. Uruchom przeglądarkę internetową i w Google wyszukać hasła PVGIS 2. Wejdź na pierwszy link (source PVGIS JRC Europa) 3. Wybierz mapy nasłonecznia dla Europy

2 4. Zapoznaj się z mapą Europy jak również z mapami poszczególnych krajów. Uwaga: mapy występują w dwóch wariantach - dla pomiaru w płaszczyźnie horyzontalnej (standardowa metoda pomiarów nasłonecznienia) oraz dla płaszczyzny zorientowanej na południe i pochylonej pod optymalnym (dla danej lokalizacji) kątem. 5. Przeanalizuj wybrane mapy pod kątem dostępności energii słonecznej w danej płaszczyźnie [kwh/m2/rok] (A) oraz potencjału produkcji energii elektrycznej z 1kWp fotowoltaiki zainstalowanej w tej płaszczyźnie [kwh/kwp/rok] (B) A B

dla płaszczyzny zorientowanej na południe i pochylonej pod optymalnym (dla danej lokalizacji) kątem. 5.

3 6. Zagadnienia do samodzielnego opracowania: a. Które z państw europejskich ma największy potencjał energii słonecznej? b. Które z państw europejskich ma najmniejszy potencjał energii słonecznej? c. Ile wynosi w państwach z pkt a) oraz pkt b): nasłonecznienie oraz produkcja energii elektrycznej w systemie fotowoltaicznym w płaszczyźnie horyzontalnej i płaszczyźnie ustawionej pod optymalnym kątem? d. Porównania z pkt c) dokonaj również dla Polski i Niemiec (w Niemczech zainstalowane jest ponad 30% fotowoltaiki działającej na całym Świecie) 7. Powróć do strony głównej serwisu (pkt.2) 8. Wybierz dostęp do interaktywnych zasobów potencjału fotowoltaiki dla Europy. 9. Rozpoznaj rodzaje dostępnych map w tej części portalu. W razie wątpliwości co do oznaczeń posługuj się menu pomocy (HELP).

kątem? d. Porównania z pkt c) dokonaj również dla Polski i Niemiec (w Niemczech zainstalowane jest ponad 30% fotowoltaiki działającej na całym Świecie) 7. Powróć do strony głównej serwisu (pkt.2) 8.

Cześć II Rozpoznanie dostępności energii słonecznej w ujęciu dziennym i miesięcznym Promieniowanie słoneczne obserwowane na powierzchni Ziemi można podzielić na kilka składowych: - promieniowanie

4 Cześć II Rozpoznanie dostępności energii słonecznej w ujęciu dziennym i miesięcznym Promieniowanie słoneczne obserwowane na powierzchni Ziemi można podzielić na kilka składowych: - promieniowanie bezpośrednie docierające prostoliniowo od tarczy słonecznej do punktu obserwacji - promieniowanie rozproszone premiowanie, które na skutek zjawisk zachodzących w atmosferze (odbicia i rozpraszanie) dociera do punktu obserwacji w sposób bezkierunkowy - promieniowanie odbite promieniowanie (głównie bezpośrednie), które odbite od elementów krajobrazu (woda, śnieg, drzewa, budynki) jest w stanie (w pewnych sprzyjających warunkach) doświetlić instalację fotowoltaiczną 1. Wybierz bazę danych miesięcznych (A) oraz lokalizację (B) (można podać nazwę miasta lub współrzędne geograficzne) dla której chcesz przeprowadzać analizę np. Kraków B A

dociera do punktu obserwacji w sposób bezkierunkowy - promieniowanie odbite promieniowanie (głównie bezpośrednie), które odbite od elementów krajobrazu (woda, śnieg, drzewa, budynki) jest w stanie (w

2. W menu pomocy odszukaj opisu pogodowych baz danych dostępnych na portalu (A) oraz znaczenia poszczególnych parametrów dostępnych w tych bazach A 3.

5 2. W menu pomocy odszukaj opisu pogodowych baz danych dostępnych na portalu (A) oraz znaczenia poszczególnych parametrów dostępnych w tych bazach A 3. Pozaznaczaj wszystkie opcje w menu wyboru parametrów do wyświetlania, wybierz format danych wyjściowych jako Web page z przebiegami graficznymi i wciskając klawisz Calculate przejdź do strony wyników.

Pozaznaczaj wszystkie opcje w menu wyboru parametrów do wyświetlania, wybierz format

6 4. Zagadnienia do samodzielnego opracowania: a. Przeprowadź analizę otrzymanych wyników w szczególności ilości dostępnej energii promieniowania słonecznego w różnych płaszczyznach oraz udziału promieniowania rozproszonego w całkowitym promieniowaniu słonecznym w poszczególnych miesiącach roku. Uwaga: kąt optymalny pochylenia wyliczany jest na podstawie rzeczywistych pomiarów promieniowania słonecznego, a nie na podstawie współrzędnych geograficznych punktu obserwacji. b. Porównaj wyniki otrzymane w pkt a) dla obu baz danych (CLASSIC- PVGIS oraz Climate SAF-PVGIS) c. Powtórz analizę dla następujących lokalizacji: Berlin (Niemcy), Sewilla (Hiszpania), Trondheim (Norwegia) a następnie przeprowadź porównawczą dyskusję otrzymanych wyników. 5. Przejdź do analizy danych dziennych 6. Zagadnienia do samodzielnego opracowania: a. Przeprowadź analizę dla obu baz danych klimatycznych i lokalizacji : Kraków, Berlin, Sewilla, Trondheim. b. Porównaj ilości energii dla płaszczyzny horyzontalnej (0 o ), optymalnej oraz dla układu dwuosiowego śledzenia pozornego ruchu Słońca c. Analizę przeprowadź dla następujących miesięcy: marzec, czerwiec, wrzesień, grudzień. d. Zauważ symetrię godzinową uzyskiwanych rezultatów względem południa (łatwiej to dostrzec na rysunkach niż w tabelach). e. Porównaj wyniki modelu matematycznego czystego nieba (global clear-sky) z pomiarami rzeczywistymi (global real-sky).

promieniowaniu słonecznym w poszczególnych miesiącach roku.

7 Część III Oszacowanie produkcji energii elektrycznej w systemie fotowoltaicznym współpracującym z siecią elektroenergetyczną (ongrid). Fotowoltaiczny system podpięty do sieci elektroenergetycznej jest najprostszym ze wszystkich systemów fotowoltaicznych. Składa się o jedynie z generatora fotowoltaicznego (paneli PV) oraz falownika transformującego napięcie stałe z paneli PV na napięcie przemienne o parametrach sieciowych. Cała energia wyprodukowana w systemie jest przekazywana do sieci. W niektórych odmianach tego systemu sieć pełni rolę wirtualnego akumulatora. Wtedy system w pierwszej kolejności zasila lokalne odbiorniki, a nadwyżki energii przekazuje do sieci. W przypadku gdy system fotowoltaiczny nie jest w stanie pokryć pełnego zapotrzebowania odbiorników na moc niedobory energii pobierane są z sieci. 1. Przejdź do estymacji działania systemu PV 2. Jako lokalizację wybierz Kraków oraz pozostałe ustawienia takie jak na powyższym rysunku

Składa się o jedynie z generatora fotowoltaicznego (paneli PV) oraz falownika transformującego napięcie stałe z paneli PV na napięcie przemienne o parametrach sieciowych.

8 3. Kliknij klawisz Calculate i przeanalizuj otrzymane wyniki. Uwaga: ponieważ ustawiono moc systemu równą 1kW otrzymane wyniki można potraktować jako znormalizowane (odniesione właśnie do jednego kw) i łatwo przeliczyć na systemy o innych mocach 4. Zagadnienia do samodzielnego opracowania a. Zmień bazę danych na CLASSIC-PVGIS, powtórz obliczenia i porównaj wyniki b. Zbadaj wpływ sposobu integracji systemu z budynkiem (Freestanding, Building integrated) na otrzymywane wyniki. c. Zbadaj wpływ wybranej technologii fotowoltaicznej (crytaline silicon, CIS, CdTe) na otrzymywane wyniki. d. Na pomocą notatnika w Windows wygeneruj plik obrysu horyzontu (posłuż się menu help) w którym występowałby element zacieniający instalację PV, ulokowany na kierunku południowym, mający szerokość kątową 30 o ( w kierunku zachodu) i wysokość kątową 20 o. Wczytaj plik na portal, powtórz obliczenia i porównaj z wynikami uzyskanymi dla przypadku czystego horyzontu. e. W miarę możliwości czasowych powtórz symulacje dla innych niż Kraków lokalizacji (np. Berlin, Sewilla, Trondheim). Część IV Statystyczna analiza pracy wydzielonego (wyspowego, off-grid, stand alone), autonomicznego systemu fotowoltaicznego. Fotowoltaiczne systemy wyspowe to najliczniejsze z występujących na Świecie systemów fotowoltaicznych. Zwykle mają niewielkie moce (kilkaset W) i mogą posiadać wiele odmian konfiguracyjnych. Najczęściej posiadają magazyn energii (akumulator) i układ zarządzający rozpływem energii (regulator ładowania).

Zagadnienia do samodzielnego opracowania a. Zmień bazę danych na CLASSIC-PVGIS, powtórz obliczenia i porównaj wyniki b.

9 1. Przejdź do symulacji systemu wydzielonego i wprowadź ustawienia jak na poniższym rysunku. 2. Kliknij przycisk Calculate i przeanalizuj otrzymane wyniki ilość wyprodukowanej przez system energii oraz charakterystykę pracy akumulatora (poziom naładowania). 3. Zagadnienia do samodzielnego opracowania: a. Poeksperymentuj ze zmianą mocy paneli PV, pojemności akumulatorów i kątem pochylenia paneli PV badając wpływ tych zmian na otrzymywane wyniki końcowe. b. Posługując się menu help, przygotuj i wyślij na potral plik godzinowej konsumpcji energii przez obciążenie, który spowodowałby że do symulacji zostanie przyjęte jedynie nocne zasilanie odbiornika (np. od północy do godziny 3 w nocy) i zbadaj wpływ takiego profilu czasowego na wyniki końcowe. Pamiętaj że dobowa suma energii zużywanej przez obciążenie ma wynosić 300Wh. c. W ramach możliwości czasowych powtórz symulacje dla innych niż Kraków lokalizacji.

Zagadnienia do samodzielnego opracowania: a. Poeksperymentuj ze zmianą mocy paneli PV, pojemności akumulatorów i kątem pochylenia paneli PV ba

Podobne dokumenty

Instalacje fotowoltaiczne

Instalacje fotowoltaiczne mgr inż. Janusz Niewiadomski Eurotherm Technika Grzewcza Energia słoneczna - parametry 1 parametr : Promieniowanie słoneczne całkowite W/m 2 1000 W/m 2 700 W/m 2 300 W/m 2 50