System fotowoltaiczny Moc znamionowa równa 2 kwp nazwa projektu: Zlokalizowany w woj. podkarpackie Klient - () Raport techniczny Grupa O5 Sp. z o.o. Starzyńskiego 11 - Rzeszów () Data: Rzeszów, 2015-03-08 Raport techniczny - 1
PRZEZNACZENIE TEGO DOKUMENTU Dokument zawiera raport techniczny systemu fotowoltaicznego. W dokumencie zostaną określone: całkowita instalacja, dane projektu, właściwości użytych materiałów (moduły fotowoltaiczne, falowniki), kryteria wyboru rozwiązań systemowych oraz kryteria projektowe głównych składników. Ponadto, będą one zgłaszane do wstępnych obliczeń potrzebnych do doboru wielkości, przedmiar robot oraz rysunki (schemat obwodów i układ systemu). 1 - RAPORT TECHNICZNY System fotowoltaiczny o mocy znamionowej 1 2 kw będzie zlokalizowany w () i będzie podłączony do sieci dystrybucji energii elektrycznej Niskie napięcie Jednofazowy prąd zmienny 230,00 V jest odpowiedzialnością operatora sieci. 1.1 Dane projektu Dane projektu są przedstawione poniżej i odnoszą się do klienta, miejsca instalacji, danych dotyczących dostaw energii elektrycznej i obecności lub nieobecności zacienienia obiektów. Klient Imię Nazwisko Firma Adres Miasto - () Miejsce instalacji Lokalizacja Rzeszów Adres Szerokość 50,04ş Długość geograficzna 22,00ş Wysokość Temperatura maksymalna 0 metry 23,86 şc Temperatura minimalna Globalne natężenie promieniowania słonecznego w płaszczyźnie poziomej Wartości natężenia promieniowania słonecznego -5,90 şc 2,93 kwh/m NASA-SSE Albedo (współczynnik odbicia) 20% Instalacja fotowoltaiczna zostanie podłączona do systemu użytkownika, obsługiwanego przez 1 Nominalna moc układu fotowoltaicznego jest pomyślana jako suma mocy znamionowej każdego modułu mierzonej w warunkach normalnych (STC). Raport techniczny - 2
sieci energetyczne posiadające następujące cechy: Dostawa energii elektrycznej Operator sieci Rodzaj zasilania Napięcie nominalne Moc dostępna Średnie roczne zużycie PGE Dystrybucja S.A. BT - Mono 230,00 V 10,00 kw 5 000,00 kwh Kod klienta Numer zamówienia 1.2 Opis systemu fotowoltaicznego System fotowoltaiczny o mocy nominalnej 2 kw będzie połączony z siecią dystrybucji elektrycznej w Niskie napięcie Jednofazowy na prąd zmienny typu Mono 230,00 V podlegający kompetencji. Cechy układu są przedstawione poniżej, w szczególności Figura 1 przedstawia schemat elektryczny układu jednoprzewodowego. Wyróżnia się w nim: Generator fotowoltaiczny składający się z: 1 strun 8 moduły połączone szeregowo Grupa konwersji utworzona przez 1 falownik Jednofazowe Grupa interfejsu Systemy pomiaru energii 1.2.1 GENERATOR FOTOWOLTAICZNY Będzie się ona składać z: - Moduły fotowoltaiczne połączone szeregowo dla realizacji pasm - Kable elektryczne do połączenia między modułami oraz między nimi a panelami elektrycznymi Poniżej znajduje się charakterystyka generatora fotowoltaicznego i jego głównych elementów, a mianowicie pasm i modułów. Parametry elektryczne generatora fotowoltaicznego Moc znamionowa 2 kwp Ilość modułów fotowoltaicznych 8 Powierzchnia 13,04 m Numer pasma 1 Napięcie maksymalne @STC (Voc) Napięcie przy mocy maksymalnej @STC (Vmpp) Prąd zwarciowy @STC (Isc) 304,8 V 242,8 V 8,75 A Raport techniczny - 3
Prąd przy maksymalnej mocy @STC (Impp) 8,25 A W przypadku omawianej instalacji, generator fotowoltaiczny ma jedną ekspozycję (kąt nachylenia i kąt azymutu są równe dla pól fotowoltaicznych), a mianowicie: Ekspozycja generatora PV: Azymut : 0 Nachylenie : 30 Generator fotowoltaiczny o mocy znamionowej 2 kw korzysta z konfiguracji szeregoworównoległej i będzie podzielony na 1 pasm modułów połączonych szeregowo. Poniżej znajduje się omówienie kompozycji pasm systemu. Parametry elektryczne pasm Liczba modułów fotowoltaicznych w serii 8 Moc znamionowa Napięcie jałowe (Voc) Prąd zwarciowy (Isc) Prąd przy maksymalnej mocy (Impp) 2 kw 304,8 V 8,75 A 8,25 A Dane konstrukcyjne modułów: Dane konstrukcyjne modułów Producent Model Technologia Moc znamionowa Bruk-Bet Solar BEP 250W Si-Poly 250,00 W Tolerancja 5,00% Napięcie jałowe (Voc) Napięcie przy maksymalnej mocy (Vmpp) Prąd zwarciowy (Isc) Prąd przy maksymalnej mocy (Impp) Płaszczyzna 38,10 V 30,35 V 8,75 A 8,25 A 1,63 m Wydajność 15,3% 1.2.2 Group of conversion DC/AC Grupa przeliczeniowa system fotowoltaicznego składa się z 1 falownika Jednofazowego o łącznej mocy około 2 kw. Główne cechy techniczne falownika podsumowano poniżej. Szczegóły konstrukcyjne falownika Producent Steca Elektronik GmbH Raport techniczny - 4
Model StecaGrid 1800 Moc znamionowa Moc maksymalna 1,84 kw 2,20 kw Maksimum wydajności 98,00% Europejska wydajność 97,40% Maksymalne napięcie z PV Minimalne napięcie MPPT Maksymalne napięcie MPPT Maksymalny prąd wejściowy 600,00 V 160,00 V 500,00 V 11,50 A Numer MPPT 1 AC napięcie przemienne wyjściowe Wyjście 230,00 V Jednofazowe Transformator separacyjny Częstotliwość True 50/60 Hz 1.2.3 PANELE ELEKTRYCZNE DC System fotowoltaiczny składa się z 1 paneli DC, poniżej wymienione są różne kompozycje paneli elektrycznych w systemie: Panel elektryczny DC Liczba wejść 1 Maksymalny prąd dla każdego wejścia Maksymalne napięcie wejściowe Maksymalny prąd wyjściowy Urządzenie wejściowe Prąd znamionowy urządzenia wejściowego Osłona Osłona prądu znamionowego Dioda blokująca Prąd znamionowy diody blokującej Urządzenie wyjściowe Prąd znamionowy urządzenia wyjściowego 8,75 A 299,47 V 8,75 A Żaden 0,00 A ABB E 9F10 PV 10,00 A Żaden 0,00 A ABB OT16F4N2 16,00 A Odgromnik Dehn DG YPV SCI 600 Kategoria odgromnika Napięcie odgromnika II 600,00 V Raport techniczny - 5
2. Rysunki 2.1 Diagram obwodu jednoliniowego Figura 1: diagram obwodu jednoliniowego Raport techniczny - 6
3. Wstępne kalkulacje 3.1 - roczna technologiczność (wydajność) Instalacja Układ zostanie zainstalowany w lokalizacjach (). Poniższa tabela przedstawia podstawowe dane geograficzne miejsca instalacji. Dane geograficzne miejsca Lokalizacja Rzeszów Szerokość 50,04ş Długość geograficzna 22,00ş Wysokość Temperatura maksymalna Temperatura minimalna Wartości natężenia promieniowania słonecznego 0 metry 23,86 şc -5,90 şc NASA-SSE W tej lokalizacji mamy pozyskane następujące dzienne natężenie promieniowania słonecznego na poziomej powierzchni, według źródła NASA-SSE. Miesiąc Rozproszone dzienne [kwh/m ] Bezpośrednie dzienne [kwh/m ] Globalne dzienne [kwh/m ] Styczeń 0,64 0,38 1,02 Luty 0,99 0,77 1,76 Marzec 1,56 1,27 2,83 Kwiecień 2,10 1,71 3,81 Maj 2,52 2,42 4,94 Czerwiec 2,71 2,18 4,89 Lipiec 2,61 2,28 4,89 Sierpień 2,25 2,19 4,44 Wrzesień 1,60 1,32 2,92 Październik 1,03 0,79 1,82 Listopad 0,66 0,35 1,01 Grudzień 0,51 0,27 0,78 Rocznie 1,60 1,33 2,93 Biorąc pod uwagę miesięczne średnie dzienne natężenie promieniowania słonecznego oraz liczbę dni, które składają się na dwanaście miesięcy w roku, można określić wartość rocznego Raport techniczny - 7
globalnej natężenia promieniowania słonecznego na poziomej powierzchni dla lokalizacji (). Ta wartość jest równa 2,93 [kwh/m²]. Zacienienie odległe W systemie fotowoltaicznym zazwyczaj należy unikać zacienienia, ponieważ powoduje to straty energii, a tym samym energii produkowanej. Jednak w szczególnych przypadkach jest to dozwolone, jeżeli sytuacja jest właściwie oceniona. W przypadku omawianej instalacji nie występuje zacienienie. Obliczanie technologiczności Technologiczności systemu została obliczona na podstawie danych, pochodzących ze źródeł danych klimatycznych NASA-SSE, w miejscu instalacji w stosunku do przeciętnego miesięcznego globalnego promieniowania słonecznego na powierzchni poziomej. Procedura obliczania energii wytwarzanej przez układ bierze pod uwagę moc znamionową (2 kw), kąt nachylenia oraz azymut ( 30, 0 ) generator PV, straty na generatorze PV (straty rezystancyjne, straty z powodu różnicy temperatury modułów, refleksji bądź niedopasowania pomiędzy pasmami), wydajność falownika, jak również współczynnik odbicia ziemi z przodu modułów (20%) (albedo). W związku z tym, energia wytwarzana przez układ corocznie (Ep, y) jest obliczana w następujący sposób: Ep,y = Pnom * Irr * (1-Losses) = 2 130,82 kwh Gdzie: Pnom = Moc znamionowa systemu: 2 kw Irr = Roczne natężenie promieniowania słonecznego na powierzchni modułów: 1223,10 kwh/m² Losses = Straty mocy: 12,89 % Straty mocy są spowodowane różnymi czynnikami. Poniższa tabela zawiera owe czynniki strat oraz ich wartości przyjęte przez procedury obliczania systemu wydajności (technologiczności). Straty Straty ciepła 3,00 % Straty z niedopasowania 2,00 % Straty rezystancyjne 4,00 % Straty spowodowane konwersją DC/AC 2,60 % Inne straty 2,00 % Starty z zacienienia 0,00 % Straty całkowite 12,89 % Raport techniczny - 8
Poniższy wykres przedstawia trend miesięcznej produkcji energii przewidywany w danym roku. 3.2 - Weryfikacja prawidłowego połączenia elektrycznego pomiędzy generatorem fotowoltaicznym i grupą konwersji DC AC. W celu doboru falownika jest zazwyczaj konieczne, aby zweryfikować zgodność używanych falowników z polami fotowoltaicznymi. Weryfikacja falowników odnosi się do sekcji prądu stałego systemu fotowoltaicznego i dotyczy: Weryfikacja napięcia stałego Weryfikacja prądu stałego Weryfikacja mocy Weryfikacja napięcia stałego Sprawdzenie napięcia stałego wykonywane jest w celu weryfikacji, czy zestaw napięć dostarczanych przez pole fotowoltaiczne jest zgodny z zakresem wahań napięcia wejściowego falownika. Innymi słowy, niezbędne jest, aby wyliczyć minimalny i maksymalny poziom napięcia pola ogniw fotowoltaicznych i zweryfikować, że pierwszy jest większy od minimalnej dopuszczalnej dla napięcia wejściowego falownika, a drugi jest mniejszy od maksymalnego napięcia wejściowego dopuszczalnego przez falownik. Weryfikacja prądu stałego Weryfikacja prądu stałego wykonywana jest w celu sprawdzenia, czy prąd zwarciowy pola PV @ STC jest mniejszy niż maksymalna dopuszczalna prądu wejściowego falownika. Weryfikacja mocy Weryfikacji mocy jest wykonywana w celu sprawdzenia czy moc znamionowa grupy konwersji DC / AC (suma mocy znamionowej falownika) jest większa niż 80,00% i mniejsza niż 120,00% Raport techniczny - 9
mocy znamionowej systemu fotowoltaicznego (suma mocy znamionowej modułów fotowoltaicznych). Poniższe tabele przedstawiają wynik tych weryfikacji. Limity napięcia Limity napięcia Limity napięcia Inverter:1 Minimalne napięcie w temperaturze modułu z 61,36 C (248,34 V) > Minimalne napięcie MPPT (160 V) Maksymalne napięcie w temperaturze modułu -10 C (237,47 V) < Maksymalne napięcie MPPT (500 V) Napięcie jałowe w temperaturze modułu -10 C (299,47 V) < Maksymalne napięcie falownika (600 V) Limity prądu Prąd zwarciowy (8,75 A) < Maksymalny prąd falownika (11,5 A) Limity mocy Współczynnik wielkości mocy (80 %) < (109%) < (120 %) 3.3 Przewody elektryczne Zwymiarowanie przewodów elektrycznych obejmuje następujące obliczenia: Obliczanie spadku napięcia Obliczanie spadku napięcia Znając długość przewodu, typ kabla i maksymalny prąd na nim, obliczenie procenta spadku napięcia dla kabla na prąd stały jest uzyskane ze stosunku: V R 2 V L 1000 gdzie: L to długość przewodu w metrach I nom jest to prąd w kablu @STC V nom jest to napięcie na kablu @STC R jest to odporność kabla na km długości, w temperaturze 80 C % nom Należy zwrócić uwagę na długość kabla, typ kabla i prąd maksymalny, obliczanie procentowego spadku napięcia na kablu dla prąd przemiennego uzyskuje się z relacji: Uwaga: długość przewodu, rodzaj kabla i maksymalny prąd, który płynie, obliczenie procenta spadku napięcia dla przewodu, jest uzyskane z relacji: I nom Dla linii jednofazowej: V % 2 2 R X V AC 2 I nom L 1000 Dla linii trójfazowej: V % 1,73 2 R X V AC 2 I nom L 1000 gdzie: L to długość przewodu w metrach I nom jest to prąd w kablu @STC V AC jest to napięcie sieci R, X są to odporność I reaktancja linii na km długości, w temperaturze 80 C Raport techniczny - 10
Poniższe tabele przedstawiają wykaz kabli używanych w systemie. Aby uzyskać więcej informacji, zapoznaj się z dokumentem "Zestaw kabli" Tabela kabli Etykieta Kod Opis Formacja Spadek napięcia Długość C1 Z: Inverter:1 Do: Sieć elektryczna 0,08% 2 m C2 C3 Z: Uziemienie ochronne-dc - Inverter:1:1 Do: Inverter:1 Z: Str:1 Do: Uziemienie ochronne-dc - Inverter:1:1 0,03% 2 m 1,14% 30 m C4 Przewód łączący moduły: Str:1 0,30% 7,94 m Zestawienie kabli stosowanych w systemie Kod Producent Opis Formacja Przekrój Długość 0,00 mm 73,94 m Raport techniczny - 11