WARUNKI PRACY PANELI FOTOWOLTAICZNYCH WYKONANYCH W SYSTEMIE ŚCIANY WENTYLOWANEJ

Podobne dokumenty
INTEGRACJA PANELI FOTOWOLTAICZNYCH Z BRYŁĄ BUDYNKU W TECHNOLOGII FASAD WENTYLOWANYCH

FIZYKA BUDOWLI W TEORII I PRAKTYCE TOM X, Nr

ANALIZA PORÓWNAWCZA ZUŻYCIA I KOSZTÓW ENERGII DLA BUDYNKU JEDNORODZINNEGO W SŁUBICACH I FRANKFURCIE NAD ODRĄ

WIELOASPEKTOWY SPOSÓB BADANIA EFEKTYWNOŚCI ŚCIANY ZEWNĘTRZNEJ ZERO- ENERGETYCZNEGO BUDYNKU BIUROWEGO

DOŚWIADCZENIA EKSPLOATACYJNE INSTALACJI Z OGNIWAMI PV

INSTALACJE SŁONECZNE W OŚRODKU SZKOLENIOWO-BADAWCZYM W ZAKRESIE ENERGII ODNAWIALNEJ W OSTOJI

FIZYKA BUDOWLI W TEORII I PRAKTYCE TOM IX, Nr

Definicje standardów i przykłady termomodernizacji budynków do standardu nzeb na świecie

Wpływ czynników atmosferycznych na zmienność zużycia energii elektrycznej Influence of Weather on the Variability of the Electricity Consumption

METODYKA BADAŃ MAŁYCH SIŁOWNI WIATROWYCH

BUDYNKI NIEMAL ZERO-ENERGETYCZNE

SPITSBERGEN HORNSUND

SPITSBERGEN HORNSUND

SPITSBERGEN HORNSUND

Wypieranie CO 2 z obszaru energetyki WEK za pomocą technologii OZE/URE. Paweł Kucharczyk Pawel.Kucharczyk@polsl.pl. Gliwice, 28 czerwca 2011 r.

SPITSBERGEN HORNSUND

Laboratorium Systemów Fotowoltaicznych. Ćwiczenie 3

Oferta Małopolskiego Centrum Budownictwa Energooszczędnego skierowana różnych grup przedsiębiorców oraz osób indywidualnych.

SYSTEM DO REJESTRACJI DANYCH POMIAROWYCH Z ELEKTROWNI WIATROWEJ

Instalacje fotowoltaiczne

HYBRYDOWY SYSTEM ZASILANIA W ENERGIĘ ELEKTRYCZNĄ DOMKÓW REKREACYJNYCH

BADANIA WYDAJNOŚCI MODUŁÓW FOTOWOLTAICZNYCH W WARUNKACH BESKIDU ŻYWIECKIEGO

Inteligentny dom plus-energetyczny. Ryszard Mocha Marta Mastalerska Michał Zakrzewski

ANALIZA WARTOŚCI POMIAROWYCH I LITERATUROWYCH NATĘŻENIA CAŁKOWITEGO PROMIENIOWANIA SŁONECZNEGO

MIKROINSTALACJA FOTOWOLTAICZNA 10KW

Ogniwa fotowoltaiczne

Dobieranie wielkości generatora fotowoltaicznego do mocy falownika.

POMIAR CHARAKTERYSTYKI PRĄDOWO- NAPIĘCIOWEJ OGNIWA FOTOWOLTAICZNEGO METODĄ POJEMNOŚCIOWĄ W WARUNKACH OŚWIETLENIA SZTUCZNEGO

Ćwiczenie 2a. Pomiar napięcia z izolacją galwaniczną Doświadczalne badania charakterystyk układów pomiarowych CZUJNIKI POMIAROWE I ELEMENTY WYKONAWCZE

INTELIGENTNY DOM Systemy zarządzania energią

1 Instalacja Fotowoltaiczna (PV)

WPŁYW WYKORZYSTANIA INSTALACJI FOTOWOLTAICZNEJ ZASILAJĄCEJ POMPĘ CIEPŁA W OKRESIE OGRZEWCZYM NA WSKAŹNIK EK I EP CHARAKTERYSTYKI ENERGETYCZNEJ BUDYNKU

PORÓWNANIE METOD STOSOWANYCH DO OKREŚLANIA DŁUGOŚCI OKRESU OGRZEWCZEGO

Modelowy budynek użyteczności publicznej na przykładzie siedziby WFOŚiGW w Gdańsku. Gdańsk, 6 maja 2016 r.

Modelowy budynek użyteczności publicznej na przykładzie siedziby WFOŚiGW w Gdańsku. Warszawa, 19 kwietnia 2017 r.

108 Rozwiązania materiałowe, konstrukcyjne i eksploatacyjne ogniw fotowoltaicznych

Sprawozdanie z laboratorium proekologicznych źródeł energii

Słońce pracujące dla firm

WPŁYW ZAĆMIENIA SŁOŃCA NA PRODUKCJĘ ENERGII ELEKTRYCZNEJ PRZEZ SYSTEM FOTOWOLTAICZNY

SPITSBERGEN HORNSUND

MODELOWANIE I KOMPUTEROWA SYMULACJA WYBRANYCH TYPÓW OGNIW FOTOWOLTAICZNYCH

Sopot, wrzesień 2014 r.

Modernizowany budynek. Efektywność energetyczna w budownictwie problematyka, korzyści, ograniczenia. Joanna Rucińska

Krajowy plan mający na celu zwiększenie liczby budynków o niskim zużyciu energii

PORÓWNANIE MAŁYCH ELEKTROWNI WIATROWYCH ZNAJDUJĄCYCH SIĘ NA TERENIE POLITECHNIKI BIAŁOSTOCKIEJ

OKREŚLENIE WPŁYWU WYŁĄCZANIA CYLINDRÓW SILNIKA ZI NA ZMIANY SYGNAŁU WIBROAKUSTYCZNEGO SILNIKA

Program BEST_RE. Pakiet zawiera następujące skoroszyty: BEST_RE.xls główny skoroszyt symulacji RES_VIEW.xls skoroszyt wizualizacji wyników obliczeń

Struktury proponowane dla unikalnych rozwiązań architektonicznych.

Zapytanie ofertowe. 1. Specyfikacja zadań, które będzie realizowała jednostka w ramach badań: Zadanie nr 1

NEWS LETTER NO.4 /2015. »Polsko-niemiecki projekt efektywności energetycznej«gpee OD REDAKCJI

ANALIZA EKSPLOATACJI INSTALACJI FOTOWOLTAICZNEJ Z MODUŁAMI STAŁYMI I NA TRACKERZE

Spis zawartości projektu budowlanego:

WPŁYW LOKALIZACJI BUDYNKU MIESZKALNEGO NA JEGO PARAMETRY ENERGETYCZNE

Symulacja generowania energii z PV

Mgr inż. Jarosław Korczyński

BADANIA MODELOWE OGNIW SŁONECZNYCH

Systemy hybrydowe PVT

WPŁYW FOTOWOLTAIKI NA KLASĘ ENERGETYCZNĄ BUDYNKU

NATĘŻENIE POLA ELEKTRYCZNEGO PRZEWODU LINII NAPOWIETRZNEJ Z UWZGLĘDNIENIEM ZWISU

Zastosowane technologie i praktyczne doświadczenia użytkownika budynku pasywnego

rozwiązania profesjonalne / outdoor apply czarny / black czarny / black

Czy możliwe jest wybudowanie w Polsce domu o zerowym lub ujemnym zapotrzebowaniu na energię?

ANALIZA TEORETYCZNA UZYSKU ENERGETYCZNEGO KRZEMOWYCH OGNIW FOTOWOLTAICZNYCH W WARUNKACH SOLARNYCH MAŁOPOLSKI 1

Dynamiczne zarządzanie zdolnościami przesyłowymi w systemach elektroenergetycznych

KONCEPCJA UKŁADU STERUJĄCEGO SYSTEMEM SOLARNYM WSPOMAGAJĄCYM PRODUKCJĘ POD OSŁONAMI*

INSTRUKCJA LABORATORYJNA NR 4-EW ELEKTROWNIA WIATROWA

SYSTEM SOLARNY kw GENESIS SOLAR INVERTER. on-grid

SPITSBERGEN HORNSUND

GSE AIR SYSTEM V3.0 Niezależność energetyczna na wyciągnięcie ręki

WPŁYW ZMIENNOŚCI DOSTARCZONEJ MOCY CIEPLNEJ NA TEMPERATURĘ POMIESZCZEŃ OGRZEWANYCH

SPITSBERGEN HORNSUND

Badanie baterii słonecznych w zależności od natężenia światła

SPITSBERGEN HORNSUND

PORÓWNANIE Z SYMULACJAMI RZECZYWISTYCH UZYSKÓW INSTALACJI PV TYPU ON-GRID O MOCY 2 kw

SPITSBERGEN HORNSUND

Systemy bierne w podnoszeniu efektywności energetycznej budynków użyteczności publicznej symulacje działania.

SPITSBERGEN HORNSUND

Wprowadzenie do energii słonecznej i fotowoltaiki

Etapy Projektowania Instalacji Fotowoltaicznej. Analiza kosztów

Zastosowanie trakerów solarnych w mikroelektrowniach fotowoltaicznych

SPITSBERGEN HORNSUND

SPITSBERGEN HORNSUND

SPITSBERGEN HORNSUND

Projektowanie systemów PV. Wprowadzenie do energii słonecznej i fotowoltaiki cz. 2 dr inż. Janusz Teneta C-3 pok. 8 (parter), romus@agh.edu.

BADANIE I ANALIZA WYPADKOWEGO ROZKŁADU WIDMOWEGO PROMIENIOWANIA LAMP HALOGENOWYCH I KSENONOWYCH 1. WPROWADZENIE

WYKORZYSTANIE ŚWIATŁA HALOGENOWEGO W BADANIU OGNIW POLIKRYSTALICZNYCH

Program. Konstrukcje aluminiowe i stalowo - aluminiowe Fasady wentylowane i mocowane punktowo Integracja fasad z modułami fotowoltaicznymi

Table of Contents. Table of Contents UniTrain-I Kursy UniTrain UniTrain power engineering courses List of articles:

SPITSBERGEN HORNSUND

INSTRUMENTY PRAWNE I EKONOMICZNE WSPIERAJĄCE BUDOWNICTWO ENERGOOSZCZĘDNE W POLSCE

LAMPY SOLARNE I HYBRYDOWE

REJESTRACJA WARTOŚCI CHWILOWYCH NAPIĘĆ I PRĄDÓW W UKŁADACH ZASILANIA WYBRANYCH MIESZAREK ODLEWNICZYCH

Badanie wyspowej instalacji fotowoltaicznej

Instalacje grzewcze, technologiczne i przesyłowe. Wentylacja, wentylacja technologiczna, wyciągi spalin.

Ruukki w Polsce produkty i systemy efektywne energetycznie

Zespół B-D Elektrotechniki. Laboratorium Maszyn Elektrycznych. Temat ćwiczenia: Badanie falownika DC/AC

Wykorzystanie OZE na przykładzie Parku Naukowo-Technologicznego Euro-Centrum

ANALIZA ROZWIĄZAŃ SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ZINTEGROWANEGO Z BUDYNKIEM NA PRZYKŁADZIE DOMU JEDNORODZINNEGO

Wpływ zawilgocenia ściany zewnętrznej budynku mieszkalnego na rozkład temperatur wewnętrznych

Transkrypt:

CZASOPISMO INŻYNIERII LĄDOWEJ, ŚRODOWISKA I ARCHITEKTURY JOURNAL OF CIVIL ENGINEERING, ENVIRONMENT AND ARCHITECTURE JCEEA, t. XXXIII, z. 63 (3/16), lipiec-wrzesień 2016, s. 169-176 Dominika KNERA 1 Dariusz HEIM 2 WARUNKI PRACY PANELI FOTOWOLTAICZNYCH WYKONANYCH W SYSTEMIE ŚCIANY WENTYLOWANEJ Najnowsze wymagania dotyczące budynków nisko i niemal zero energetycznych wymagają zastosowania odnawialnych źródeł energii w ramach budynku lub jego najbliższego otoczenia. Przedmiotem pracy jest analiza warunków pracy paneli fotowoltaicznych zamontowanych w systemie fasady wentylowanej. Przeanalizowano dwie fasady fotowoltaiczne, wschodnią i zachodnią, które zostały wkomponowane w elewację budynku znajdującego się w środowisku miejskim. Badane fasady stanowią zewnętrzną warstwę ścian eksperymentalnych zaprojektowanych dla budynków zero energetycznych. Obie ściany zostały zbudowane w ramach polskoniemieckiego projektu GPEE na temat efektywności energetycznej budynków. Analiza została przeprowadzona dla danych pomiarowych uzyskanych z mierników prądu stałego, czujników temperatury umieszczonych na panelach i stacji meteorologicznej, w której rejestrowano między innymi temperaturę powietrza, kierunek i prędkość wiatru oraz promieniowanie słoneczne docierające zarówno na powierzchnię poziomą jak i pionową, wschodnią i zachodnią. Badania przeprowadzono dla wybranego tygodnia w maju, który charakteryzował się wysokim natężeniem promieniowania słonecznego i temperaturą powietrza utrzymującą się na poziomie około 20 C. Analizując otrzymane dane zaobserwowano, że działanie promieniowania bezpośredniego przy bezchmurnym nieboskłonie wpływa na wzrost temperatury paneli do ponad 60 C przy temperaturze powietrza nieprzekraczającej 20 C. Przy tak wysokiej temperaturze produktywność fasady fotowoltaicznej znacznie spada. Najwyższą moc chwilową zaobserwowano w pierwszej fazie operowania słońca na daną fasadę, przy wysokim natężeniu promieniowania i umiarkowanej temperaturze paneli fotowoltaicznych. Słowa kluczowe: fasada fotowoltaiczna, panele CIS, temperatura paneli PV, natężenie promieniowania, dane pomiarowe, system autonomiczny 1 Autor do korespondencji / corresponding author: Dominika Knera, Politechnika Łódzka, Wydział Inżynierii Procesowej i Ochrony Środowiska, ul. Wólczańska 213, 90-924 Łódź; tel. +48 42 631-39-20; dominika.knera@p.lodz.pl 2 Dariusz Heim, Politechnika Łódzka, Wydział Inżynierii Procesowej i Ochrony Środowiska, ul. Wólczańska 213, 90-924 Łódź; tel. +48 42 631-39-20; dariusz.heim@p.lodz.pl

170 D. Knera, D. Heim 1. Wprowadzenie Zgodnie ze zmianami Dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady Unii Europejskiej w sprawie charakterystyki energetycznej budynków od roku 2021 wszystkie nowo budowane budynki powinny spełniać założenia budynków niemal zero-energetycznych [1]. Zapewnienie zapotrzebowania energetycznego budynku na tak niskim poziomie wymaga nie tylko wysokiej izolacyjności i szczelności obudowy budynku, ale również wykorzystania odnawialnych źródeł energii zintegrowanych z budynkiem lub znajdujących się w jego najbliższym otoczeniu. W rezultacie, zmienia się funkcja budynku z biernej, wykorzystującej energię dostarczaną, na aktywną, generującą energię na własne potrzeby. Biorąc pod uwagę dostępne odnawialne źródła energii najbardziej stabilnym dla budynku są panele fotowoltaiczne produkujące energię elektryczną pod wpływem działania promieniowania słonecznego. Możliwe jest zintegrowanie lub nałożenie paneli fotowoltaicznych niemal z każdym elementem budynku wystawionym na działanie promieniowania słonecznego, takich jak: dach, elewacja, balustrady lub elementy zacieniające. Energia elektryczna w systemach wykorzystujących panele PV jest produkowana tylko w ciągu dnia w trakcie obecności słońca na nieboskłonie. Zatem wykorzystanie ich w budynkach biurowych i użyteczności publicznej jest bardzo dobrym rozwiązaniem zwłaszcza ze względu na pokrywanie się zapotrzebowania na energię elektryczną z produkcją energii przez system fotowoltaiczny. W rezultacie, można otrzymać niemal zerowy roczny bilans energetyczny dla takiego budynku. Głównym celem artykułu jest analiza warunków pracy paneli fotowoltaicznych wykonanych w systemie ściany wentylowanej i zlokalizowanych w środowisku miejskim. Pomiary zostały wykonane dla dwóch eksperymentalnych ścian zewnętrznych zbudowanych w ramach polsko-niemieckiego projektu na temat efektywności energetycznej (GPEE). Założeniem projektu było opracowanie i zbudowanie ścian zewnętrznych spełniających wymagania budynków o niemal zerowym zapotrzebowaniu energetycznym. W tym celu została przeprowadzona wielopłaszczyznowa procedura optymalizacyjna uwzględniająca wpływ czynników ekonomicznych, środowiskowych i energetycznych [2, 3]. W rezultacie na istniejącym budynku zostały zbudowane i opomiarowane dwie ściany eksperymentalne, zlokalizowane na wschodniej i zachodniej elewacji. Obie ściany eksperymentalne zostały wyposażone w fotowoltaiczne fasady wentylowane. W poniższej pracy przedstawiono analizę wspomnianych fasad w wybranym tygodniu maja, charakteryzującym się wysokim natężeniem promieniowania. 2. Opis stanowiska badawczego 2.1. Budowa fotowoltaicznej fasady wentylowanej Analizowana fotowoltaiczna fasada wentylowana jest położona na 4 piętrze budynku Politechniki Łódzkiej, zlokalizowanego w środowisku miejskim. Fasa-

Warunki pracy paneli fotowoltaicznych wykonanych w systemie 171 da składa się z 8 paneli fotowoltaicznych ułożonych wokół centralnie położonego okna, jak widać na rysunku 1. Wybrane panele fotowoltaiczne zostały wykonane w technologii cienkowarstwowej CIS i charakteryzują się dobrą efektywnością przy niewysokiej cenie, ciężarem porównywalnym z typowymi panelami fasad wentylowanych, atrakcyjnym wyglądem i są ogólnie dostępne na rynku. W tabeli 1 podano parametry elektryczne indywidualnych paneli i całej fasady. System odbioru energii wygenerowanej przez panele został zaprojektowany, jako system autonomiczny bez możliwości przesyłu wyprodukowanej energii do sieci. Cała fasada fotowoltaiczna, jak pokazano na rysunku 2, została podzielona na dwie części: lewą i prawą, składające się z 4 paneli każda. Obie czę- Tabela 1. Podstawowe parametry elektryczne paneli i całej fasady fotowoltaicznej Table 1. Basic electrical parameters of panels and whole photovoltaic façade Parametr Panel CIS Fasada fotowoltaiczna Moc maksymalna 800 [Wp] 320 [Wp] Napięcie w punkcie mocy maksymalnej 35 [V] 70 [V] Natężenie w punkcie mocy maksymalnej 2,3 [A] 4,6 [A] Rys. 1. Zdjęcie fasady fotowoltaicznej Fig. 1. Picture of the photovoltaic façade Rys. 2. Schemat instalacji elektrycznej 1-miernik prądu stałego, 2-kontroler ładowania, 3- zestaw akumulatorów, 4-falownik Fig. 2. Scheme of the electrical installation 1-DC measurer, 2-charge controler, 3- bank of batteries, 4-inverter

172 D. Knera, D. Heim ści zostały podłączone do indywidualnych mierników prądu stałego i regulatorów ładowania, które przesyłały wygenerowany prąd do wspólnego zestawu akumulatorów. Ostatnim elementem instalacji elektrycznej był falownik, który zmieniał prąd stały powstający w panelach na prąd przemienny wykorzystywany przez odbiorniki. Schemat instalacji elektrycznej został przedstawiony na rysunku 2. Zgodnie z założeniami projektu zaplanowano, że energia z fasad fotowoltaicznych będzie zasilała urządzenia zapewniające odpowiednie warunki środowiska wewnętrznego w pomieszczeniach badawczych przylegających do ścian eksperymentalnych. Indywidualnymi odbiornikami została jednostka wentylacji fasadowej firmy TROX i oświetlenie składające się z 3 opraw typu LED firmy PHILIPS. 2.2. Stanowisko pomiarowe (miernik elektryczny, temperatury i stacja meteo) Fasada eksperymentalna jest dokładnie opomiarowana, zarówno ze względu na parametry prądy wygenerowanego przez panele fotowoltaiczne i ich temperaturę, jak również warunki meteorologiczne wpływające na jej pracę. Pomiar parametrów instalacji elektrycznej, takich jak natężenie i napięcie prądu oraz moc chwilową, jest wykonywany za pomocą mierników prądu stałego umieszczonych przed regulatorem ładowania. Takie umieszczenie mierników pozwala na zminimalizowanie w pomiarach wpływu efektywności instalacji i urządzeń elektrycznych. Pomiar prądu generowanego przez obie instalacje indywidualnie jest wykonywany, co 5 minut. Każda fasada posiada 64 czujniki temperatury umieszczone na panelach fotowoltaicznych, w przestrzeni wentylowanej i wewnątrz warstwy izolacji. Każdy z paneli jest opomiarowany za pomocą 2 czujników temperatury, co pozwoli na precyzyjne określenie temperatury powierzchni fasady i jej wpływu na produktywność instalacji fotowoltaicznej. Dane z czujników temperatury są zbierane z 5 minutowym krokiem czasowym. Dodatkowo na dachu budynku wyposażonego w ściany eksperymentalne umieszczono rozbudowaną stację meteorologiczną, dzięki której możliwe jest dokładne określenie warunków pracy fasady i wyjaśnienie zachodzących zjawisk. W stacji meteorologicznej znajduje się miernik wielofunkcyjny, który rejestruje temperaturę powietrza, wilgotność, ciśnienie oraz kierunek i prędkość wiatru. Zamontowano również deszczomierz i 4 sondy do pomiaru promieniowania słonecznego w różnych zakresach fali, UVA/UVB, VIS, IR, QUANTUM. Ponad to, prowadzony jest pomiar promieniowania całkowitego padającego na powierzchnię poziomą, rozproszonego i odbitego od gruntu. Ostatnia, bardzo ważną składową stacji są dwa pyranometry, zamontowane na pionowej powierzchni fasady wschodniej i zachodniej, służące do pomiaru natężenia promieniowania słonecznego padającego na powierzchnię fasad fotowoltaicznych. Pomiar warunków meteorologicznych jest wykonywany co 1 minutę.

Warunki pracy paneli fotowoltaicznych wykonanych w systemie 173 3. Wyniki badań 3.1. Charakterystyka analizowanego okresu Analizę warunków pracy paneli fotowoltaicznych wykonanych w systemie ściany wentylowanej przeprowadzono dla wytypowanego tygodnia w maju, którego warunki meteorologiczne są przestawione na rysunku 3. Wybrane dni, charakteryzują się nieboskłonem czystym lub z niewielkim zachmurzeniem, maksymalne natężenie promieniowania padające na powierzchnię paneli osiąga wartość około 250 W/m 2, a promieniowanie padające na powierzchnię poziomą przekracza 700 W/m 2. Ponadto, zarejestrowana temperatura powietrza wynosiła około 10 C w nocy, dzięki czemu panele fotowoltaiczne mogły się wychłodzić, i około 20 C w ciągi dnia, czyli poniżej temperatury STC (ang. Standard Test Conditions). I pozioma I pionowa elewacji wschodniej temperatura powietrza Natężenie promieniowania [W/m 2 ] 750 600 450 300 150 25 20 15 10 5 Temperatura [ C] 0 0 0 24 48 72 96 120 144 168 Czas [h] Rys. 3. Natężenie promieniowania słonecznego padającego na powierzchnię poziomą i pionową elewacji wschodniej oraz temperatura powietrza w analizowanym okresie (4-10.05) Fig. 3. Solar irradiation incident on horizontal and eastern oriented vertical surface as well as air temperature in analyzed period (4-10.05) 3.2. Wpływ temperatury na pracę paneli w systemie ścian wentylowanych Na rysunku 4 pokazano wykres natężenia promieniowania słonecznego padającego na powierzchnię fasady fotowoltaicznej wraz z temperaturą powierzchni paneli i temperaturą powietrza w analizowanym okresie czasu. Przedstawiony wykres dotyczy fasady wschodniej, zależności dla fasady zachodniej były zbliżone. Jak można zauważyć temperatura paneli znacznie rośnie ze względu na działanie promieniowania bezpośredniego, osiągając ponad 60 C przy temperaturze powietrza nieprzekraczającej 20 C. Ponadto, można zaobserwować, że profil zmian temperatury paneli jest zbliżony do profilu zmian natężenia promieniowania padającego na powierzchnię paneli. Wysoką temperaturę

174 D. Knera, D. Heim paneli odnotowano w ciągu dnia, od rana dla fasady wschodniej i po południu dla fasady zachodniej. Natomiast w ciągu nocy temperatura paneli była dużo niższa, na poziomie temperatury powietrza. Dodatkowo zaobserwowano wpływ promieniowania rozproszonego na wzrost temperatury paneli, ale na znacznie niższym poziomie. I pionowa elewacji wschodniej temperatura powietrza temperatura paneli Natężenie promieniowania [W/m 2 ] 350 300 250 200 150 100 50 70 60 50 40 30 20 10 Temperatura [ C] 0 0 0 24 48 72 96 120 144 168 Czas [h] Rys. 4. Natężenia promieniowania słonecznego padającego na powierzchnię wschodniej fasady fotowoltaicznej oraz temperatura powietrza i powierzchni paneli w analizowanym terminie Fig. 4. The solar irradiance incident on surface of eastern photovoltaic façade as well as air and panel surface temperature in analyzed period Wykres na rysunku 5 przedstawia zależność mocy chwilowej fasady fotowoltaicznej od natężenia promieniowania padającego na powierzchnię paneli i ich temperatury dla przypadku fasady wschodniej. Nie zaobserwowano jednoznacznej zależności, co może być spowodowane różnymi warunkami pracy paneli w ciągu dnia. Przy niskim natężeniu promieniowania, charakterystycznym dla okresu wczesno porannego i wieczornego, oraz przy promieniowaniu bezpośrednim temperatura paneli jest niewysoka, ale moc chwilowa wygenerowana przez fasadę fotowoltaiczną jest również niska. Z drugiej strony przy wysokim natężeniu promieniowania występującym w ciągu dnia, ze względu na działanie promieniowania bezpośredniego, temperatura paneli znacznie rośnie, a moc maleje. Najlepsze parametry zanotowano w początkowym okresie działania promieniowania bezpośredniego na daną fasadę, kiedy natężenie promieniowania jest wysokie, a panele nie zdążyły się jeszcze nagrzać do 60 C.

Warunki pracy paneli fotowoltaicznych wykonanych w systemie 175 4. Wnioski Rys. 5. Zależność mocy chwilowej 1m 2 fasady fotowoltaicznej wschodniej od natężenia promieniowania słonecznego padającego na powierzchnię paneli i od ich temperatury Fig. 5. The dependence the instantaneous power of 1m 2 photovoltaic façade on solar irradiance incident on panel surface and its temperature W pracy przedstawiono warunki pracy paneli fotowoltaicznych wbudowanych w dwie ściany eksperymentalne, wschodnią i zachodnią, w trakcie wybranego tygodnia w maju, charakteryzującym się wysokim natężeniem promieniowania słonecznego. W ciągu dnia ze względu na działanie promieniowania bezpośredniego zaobserwowano znaczny wzrost temperatury paneli, osiągającej ponad 60 C przy temperaturze powietrza nieprzekraczającą 20 C. Przy tak wysokiej temperaturze produktywność paneli znacznie spada. Najwyższą moc chwilową zanotowano w pierwszej fazie operowania słońca na daną fasadę, przy wysokim natężeniu promieniowania i umiarkowanej temperaturze paneli. Niniejsza praca została sfinansowana ze środków Narodowego Centrum Badań i Rozwoju w ramach projektu pt.: Promowanie zrównoważonego podejścia do efektywności energetycznej w budownictwie jako narzędzia ochrony klimatu w miastach Niemiec i Polski: opracowanie technologii fasady dla potrzeb budynków o zerowej emisji (GPEE). Literatura [1] Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2010/31/UE z dnia 19 maja 2010 r. w sprawie charakterystyki energetycznej budynków. [2] Barecka, M., Zbiciński, I., Heim, D.: Life Cycle Assessment of zero- emission façade construction, materiały konferencyjne międzynarodowej konferencji Sustainable Building, vol. 5, p. 137-143, GBCe, Barcelona, Madrid, 2014. [3] Szczepańska-Rosiak, E., Heim D.: An effect of wall thickness and window position on efficient daylight utilisation in building interiors, Technical Transactions. Civil Engineering, Vol. 2-B, pp 329-340, 2015.

176 D. Knera, D. Heim OPERATING CONDITIONS OF PHOTOVOLTAIC PANELS PERFORMED IN VENTILATED WALL SYSTEM S u m m a r y Recent requirements for low or nearly zero energy buildings requires usage of renewable energy sources integrated with building or in nearly surroundings. The aim of the paper is to analyze operating conditions of photovoltaic panels mounted as the ventilated facades system. Analyzed two facades photovoltaic, east and west, were located on the fourth floor of a building located in an urban environment. Studied facades are outer layer of the experimental walls designed for a zero energy buildings. Both walls were built in the framework of Polish-German project GPEE about energy efficiency of buildings. The analysis was conducted for the measurement data obtained from the DC current measurer, temperature sensors placed on the panels and weather station, which recorded, among others air temperature, wind direction and speed, as well as solar irradiation incident on both horizontal and vertical (eastern and western) surfaces. The study was conducted for the selected week in May, which was characterized by high intensity of solar radiation and air temperature holding at about 20 C. Analyzing the obtained data, it was observed that the effect of direct radiation by clear sky have influence on the increase of panels temperature to over 60 C at an air temperature not exceeding 20 C. Such high temperature significantly decreases photovoltaic facades productivity. The highest instantaneous power was observed in the first phase of operating the sun on a given facade, with high-intensity radiation and temperate photovoltaic panels. Keywords: photovoltaic facade, CIS panel, PV panel temperature, solar irradaition, measurement data, off-grid system DOI:10.7862/rb.2016.198 Przesłano do redakcji: 30.06.2016 r. Przyjęto do druku: 30.11.2016 r.