ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΤΗΣ ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗΣ:

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΤΗΣ ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗΣ:"

Τυρώ Βασιλόπουλος
8 χρόνια πριν
Προβολές:

1 «Η τεχνολογία των φωτοβολταϊκών συστηµάτων σήµερα» Σωτήριος Β. Σκρέτας Ηλεκτρολόγος Μηχανικός & Μηχανικός Υπολογιστών Μεταπτυχιακό ίπλωµα Ειδίκευσης στις Α.Π.Ε Υποψήφιος ιδάκτωρ στο.π.θ Σύµβουλος Ενεργειακού Κέντρου υτικής Θεσσαλίας Τηλ ΗΜΟΚΡΙΤEΙΟ ΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΡΑΚΗΣ ΤΜΗΜΑ ΗΛ. ΜΗΧ. & ΜΗΧ. ΥΠΟΛ. ΞΑΝΘΗ, ΕΛΛΑ Α 1

Π.Ε Υποψήφιος ιδάκτωρ στο.π.θ Σύµβουλος Ενεργειακού Κέντρου υτικής Θεσσαλίας Email:sskretas@ee.

2 ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΤΗΣ ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗΣ: Εισαγωγή, γενική αναφορά στα Φ/Β συστήµατα (ορισµός, κατηγορίες, τρόποι επιλογής, εγκατεστηµένη ισχύς, αναλογία, κόστος, αξιολόγηση, κ.α.) Ανάλυση του ηλιακού δυναµικού της υποψήφιας περιοχής (ή των υποψηφίων περιοχών) εγκατάστασης του Φ/Β συστήµατος Λεπτοµερής εξέταση κάθε τύπου Φ/Β συστήµατος (ορισµός, κατηγορίες, δοµικά στοιχεία, εφαρµογές κ.α.) Παραδείγµατα εγκατεστηµένων Φ/Β συστηµάτων στην Ελλάδα 2

περιοχής (ή των υποψηφίων περιοχών) εγκατάστασης του Φ/Β συστήµατος Λεπτοµερής εξέταση κάθε τύπου Φ/Β

3 Παγκόσµια παραγωγή Φ/Β στοιχείων µέχρι το 2006 Χρήση των Φ/Β στοιχείων ανάλογα µε την εφαρµογή 3

4 Απόδοση µετατροπής Φ/Β πλαισίων κρυσταλλικού πυριτίου και thin-films Τύπος Τυπική απόδοση πλαισίου [%] Μέγιστη καταγραφόµενη απόδοση πλαισίου[%] Μέγιστη καταγραφόµενη απόδοση εργαστηρίου [%] Single crystalline silicon ,7 24,7 Multicrystalline silicon ,3 19,8 Amorphous silicon ,7 Cadmium telluride CIGS - 12,1 18,2 4

απόδοση εργαστηρίου [%] Single crystalline silicon 12-15 22,7 24,7 Multicrystalline

5 Τα Φ/Β συστήµατα ανάλογα µα την δοµή τους διακρίνονται σε τρεις κατηγορίες : Στα µεµονωµένα - αυτόνοµα συστήµατα (stand alone - autonomous systems) Στα υβριδικά - αυτόνοµα συστήµατα (hybrid - autonomous systems) Στα διασυνδεδεµένα συστήµατα µε το Ηλεκτρικό ίκτυο (grid-connected systems) 5

autonomous systems) Στα υβριδικά - αυτόνοµα συστήµατα (hybrid -

6 Κατηγορίες Φ/Β συστηµάτων: 6

7 Παράγοντες που καθορίζουν το είδος του Φ/Β συστήµατος που θα χρησιµοποιηθεί καθώς και το µέγεθός του : Το ποσό της ισχύος που απαιτείται να παραχθεί Η τοποθεσία στην οποία βρίσκεται το σύστηµα Οι πραγµατικές ανάγκες που θα πρέπει να ικανοποιηθούν Τα οικονοµικά µεγέθη στα οποία θα πρέπει να κινηθεί η επένδυση Η απόσταση των φορτίων από την Φ/Β γεννήτρια Ο τύπος των φορτίων και η συχνότητα στην οποία αυτά λειτουργούν 7

ανάγκες που θα πρέπει να ικανοποιηθούν Τα οικονοµικά µεγέθη στα οποία θα πρέπει να κινηθεί η επένδυση Η

8 Αξιολόγηση των εγκατεστηµένων Φ/Β συστηµάτων Έλλειψη ελέγχου κυρίως του παραγόµενου συµπληρωµατικού εξοπλισµού Ελλιπείς οδηγίες εγκατάστασης Μη εξειδικευµένο προσωπικό Λανθασµένος εξοπλισµός 8

9 Η συστηµατική διαδικασία για την αξιολόγηση του ηλιακού δυναµικού µιας επιλεγµένης περιοχής για εγκατάσταση ενός Φ/Β συστήµατος Μέση ανά µέρα µηνιαία τιµή της προσπίπτουσας συνολικής ηλιακής ακτινοβολίας στο οριζόντιο επίπεδο στην περιοχή της Ξάνθης 9

συστήµατος Μέση ανά µέρα µηνιαία τιµή της προσπίπτουσας

10 Cont. Μηνιαία βέλτιστη κλίση Φ/Β γεννήτριας νότιου προσανατολισµού στην περιοχή της Ξάνθης Month a m ( ο ) Η µέση µηνιαία συνολική ακτινοβολία που πέφτει στην Φ/Β γεννήτρια (για διάφορες γωνίες κλίσης) κατά την διάρκεια µιας χρονιάς στην περιοχή της Ξάνθης 10

55 66 70 Η µέση µηνιαία συνολική ακτινοβολία που πέφτει στην Φ/Β γεννήτρια (για

11 Cont. Ετήσια παραγωγή ενέργειας (kwh ανά εγκατεστηµένο kw) από Φ/Β κρυσταλλικού πυριτίου στη βέλτιστη κλίση 11

12 Μεµονωµένα - Αυτόνοµα Φ/Β συστήµατα (Stand alone autonomous) Ευθέως συνδεδεµένα συστήµατα συνεχούς ρεύµατος (Σ.Ρ.) Συστήµατα Σ.Ρ. µε αποθήκευση ενέργειας Συστήµατα Σ.Ρ. και εναλλασσόµενου ρεύµατος (Ε.Ρ.) µε αποθήκευση ενέργειας 12

ρεύµατος (Σ.Ρ.) Συστήµατα Σ.Ρ. µε αποθήκευση ενέργειας Συστήµατα Σ.

13 Συστήµατα Σ.Ρ. και εναλλασσόµενου ρεύµατος (Ε.Ρ.) µε αποθήκευση ενέργειας Σκοπός: η εγκατάσταση/σχεδιασµός/µελέτη οικιστικού Μεµονωµένου - Αυτόνοµου Φ/Β Συστήµατος για την κάλυψη AC φορτίου 115W (e.g. που περιλαµβάνει ένα 60W ανεµιστήρα, µια 40W λάµπα, και µια 15W λάµπα φθορισµού) για 10 ώρες ηµερησίως (για τις ώρες 9:00 έως 18:00) και για 3 µήνες το χρόνο (Ιούνιο-Ιούλιο-Αύγουστο) µε µηδενική πιθανότητα απώλειας φορτίου. Η έρευνα περιλάµβανε 4 Φ/Β Συστήµατα: 1) RSAAPS No. 1 µε Eurosolare PL810 & Winner Apollo HGL100-12C 2) RSAAPS No. 2 µε Eurosolare PL810 & Effecta BTL ) RSAAPS No. 3 µε Unisolar US-64 & Winner Apollo HGL100-12C 4) RSAAPS No. 4 with Unisolar US-64 & Effecta BTL Χρησιµοποιούµενη µέθοδος βέλτιστου sizing: Sandia National Laboratories: Stand-alone photovoltaic systems. A handbook of recommended design practices, Photovoltaic design assistance center, Albuquerque New Mexico, March

πιθανότητα απώλειας φορτίου. Η έρευνα περιλάµβανε 4 Φ/Β Συστήµατα: 1) RSAAPS No. 1 µε Eurosolare PL810 & Winner Apollo HGL100-12C 2) RSAAPS No. 2 µε Eurosolare PL810 & Effecta BTL12-100 3) RSAAPS No.

14 Cont. Αποτελέσµατα βέλτιστου sizing Suitable RSAAPS Inverter Batteries PV panels Charger Cables RSAAPS No.1 U in =12V, U out =230V, P nom =408W V 26,4A 45,5A RSAAPS No.2 U in =12V, U out =230V, P nom = 408W V 26,4A 45,5A RSAAPS No.3 U in =12V, U out =230V, P nom = 832W V 30 A 92 Α RSAAPS No.4 U in =12V, U out =230V, P nom = 832W V 30 A 92 Α ٧ Siemens Atonic SR30 charge controller ٧ Sinewave IVT inverter 14

2 U in =12V, U out =230V, P nom = 408W 4 6 12 V 26,4A 45,5A RSAAPS No.

15 Cont. Τιµές του LCC για τα 4 διαφορετικά εξεταζόµενα RSAAPS RSAAPS No. 1 No. 2 No. 3 LCC ( ) 8371,6 8573, No Οικονοµική ανάλυση για το RSAAPS No. 1 Τιµές των οικονοµικών δεικτών για το RSAAPS No. 1 Economic indices Values IRR (%) 4,9502 NPV ( ) -36,7248 BCR 0,9896 DPBP (Years) >20 COE ( /kwh) 1,186 Περιβαλλοντική ανάλυση για το RSAAPS No. 1 αποφεύγεται κατανάλωση 1,586 τόνων diesel αποφεύγεται κατανάλωση 19,860 τόνων λιγνίτη αποφεύγεται έκλυση CO 2 =5996 kgr, SO 2 =109 kgr, CO=1,269 kgr, N0 x = 8,465 kgr και HC = kgr 15

1 Economic indices Values IRR (%) 4,9502 NPV ( ) -36,7248 BCR 0,9896 DPBP (Years) >20 COE ( /kwh) 1,186 Περιβαλλοντική ανάλυση για το

16 Μεµονωµένο - Αυτόνοµο Φ/Β σύστηµα άντλησης νερού Solar Radiation (G) PV Generator (with P*S panels) Ι g U g Buck Boost DC DC Converter (MPPT) I mp U mp Buck- Boost DC DC Converter I α,nom U α Motor/Pump R α R f I f U f n nom DSP PWM A/D Ump Divider δ mp,1 PWM δ mp,2 ANN 16

(MPPT) I mp U mp Buck- Boost DC DC Converter I α,nom U α Motor/Pump

17 Cont (3) G=1000 W/m 2 Amps (1)&(2) Volts Λειτουργία του Μεµονωµένου - Αυτόνοµου Φ/Β συστήµατος άντλησης νερού για διαφορετικές τιµές της ηλιακής ακτινοβολίας 17

18 Μεµονωµένο - Αυτόνοµο σύστηµα Α/Γ άντλησης νερού Wind Velocity (v) Wind Turbines Array (with P*S Wind Turbines) I DC U DC Buck Boost DC DC Converter (MPPT) I mp U mp Buck- Boost DC V α DC Converter Motor/Pump I α,nom U α R f I f U f n nom DSP A/D PWM δ mp,1 PWM Divider Ump δ mp,2 ANN 18

Converter (MPPT) I mp U mp Buck- Boost DC V α DC Converter Motor/Pump I

19 Cont (3) Amps (1)&(2) Volts Λειτουργία του Μεµονωµένου - Αυτόνοµου συστήµατος Α/Γ άντλησης νερού για διαφορετικές τιµές της ταχύτητας του ανέµου 19

20 Υβριδικό (Φ/Β και Α/Γ) Αυτόνοµο σύστηµα άντλησης νερού Solar Radiation (G) PV Generator Array (with P*S panels) Ι g U g Buck Boost DC DC Converter (MPPT) I mp Ump Buck- Boost DC DC Converter U 1 DSP A/D PWM δ mp,1 PWM Ump Divider δ mp,2 ANN SW Motor/Pump Ι α = Ι nom R1 Relay R α R f I f U 3 R2 + - U α,nom R3 U α U f n nom Wind Velocity (v) Wind Turbines Array (with P*S Wind Turbines) I DC U DC Buck Boost DC DC Converter (MPPT) I mp Ump Buck- Boost DC DC Converter U 2 DSP PWM δ mp,1 PWM A/D Divider U mp δ mp,2 ANN 20

Ι nom R1 Relay R α R f I f U 3 R2 + - U α,nom R3 U α U f n nom Wind Velocity (v) Wind Turbines Array (with P*S Wind Turbines) I DC

21 ιασυνδεδεµένα Φ/Β συστήµατα µε το Ηλεκτρικό ίκτυο (Grid-connected systems) ιανεµηµένα Φ/Β συστήµατα Κεντρικά συστήµατα Φ/Β H σύνδεση των ιασυνδεδεµένων Φ/Β συστηµάτων στο Σύστηµα Ηλεκτρικής Ενέργειας είναι αποδεκτή όταν: ٧ εν επηρεάζει αρνητικά την ποιότητα ισχύος που παρέχεται στους άλλους συνδεόµενους ٧ εν διαταράσσει την ορθή λειτουργία των µέσων ρύθµισης και προστασίας του δικτύου ٧ εν δηµιουργεί προβλήµατα ασφάλειας σε πρόσωπα και άλλες εγκαταστάσεις ٧ εν ξεπερνιούνται η ονοµαστική χωρητικότητα καθώς και η χωρητικότητα βραχυκύκλωσης του δικτύου 21

22 Cont. O πιθανός ή προτιµητέος τρόπος διασύνδεσης ανάλογα µε την ισχύ του Φ/Β συστήµατος Ενδεικτική συµφωνηµένη ισχύς (MW) Πιθανός τρόπος σύνδεσης στο δίκτυο Έως 0.1 Έως 4 ίκτυο ΧΤ ίκτυο ΜΤ, σε υφιστάµενη γραµµή (µε πιθανή ενίσχυσή της) Έως 6 ίκτυο ΜΤ, µέσω αποκλειστικής γραµµής απλού κυκλώµατος Έως 20 ίκτυο ΜΤ, µέσω αποκλειστικής γραµµής διπλού κυκλώµατος Άνω των 20 ίκτυο ΥΤ, µε κατασκευή ιδιαίτερου Υ/Σ ανύψωσης ΥΤ/ΜΤ 22

23 Cont. Solar Radiation (G) Ενεργειακό Κέντρο υτικής Θεσσαλίας Υβριδικό σύστηµα (Φ/Β και Α/Γ) διασυνδεδεµένο µε το δίκτυο Χαµηλής Τάσης Ig Imp,PVG IPVS Ug MPP Traker Ump,PVG DC/DC Converter PPVS PVG d1 d2 Controller Load I L SW CPD UDC,Inv Inverter (DC/AC) UInv,BF FILTER UInv I Inv Coupling Unit (CS) L k PCC U G DC-bus δ,ma Wind Velocity (v) Controller IG I DC,WTs I mp,wts UDC,WTs MPP Traker U mp,wts DC/DC Converter IWECS PWECS MV/ LV WTs d 3 d4 Controller 23

24 Cont. Solar Radiation (G) Ενεργειακό Κέντρο υτικής Θεσσαλίας Υβριδικό σύστηµα (Φ/Β και Α/Γ) διασυνδεδεµένο µε το δίκτυο Μέσης Τάσης Ig Imp,PVG IPVS Ug MPP Tracker DC/DC Ump,PVG Converter PPVS Load I La ILb ILc U La ULb U Lc PVG d1 d2 Controller Controller UG,LL,rms m a δ CPD SW UDC,Inv Inverter (DC/AC) UInv,BF FILTER UInv L k L k L k Coupling Substation (CS) L T PCC DC-bus I Inv MV/LV Wind Velocity (V) IGc I DC,WT I mp,wt IGb UDC,WT MPP Tracker U mp,wt DC/DC Converter IWECS PWECS IGa HV/MV WT d 3 d4 Grid Controller 24

25 Το πρώτο Φ/B Πάρκο της χώρας (ισχύος 94,5kWp) µε σύστηµα παρακολούθησης του ηλίου που βρίσκεται στο Νοµό Τρικάλων 25

26 ΕΥΧΑΡΙΣΤΩ ΠΟΛΥ ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΡΟΣΟΧΗ ΣΑΣ Για οποιαδήποτε πληροφορία απευθυνθείτε στo: ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΟ ΚΕΝΤΡΟ ΥΤΙΚΗΣ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ Τρίκαλα, Ασκληπιού 3 Τηλ info@ecwt.gr 26

Σχετικά έγγραφα

1. PV modules 2. Wind Generator 3. Charge Controllers 4. Battery Bank 5. Inverter 6. Fuse box 7. AC appliances

Αυτόνομα Υβριδικά Συστήματα Παροχής Ισχύος που βασίζονται σε ΑΠΕ 1. PV modules 2. Wind Generator 3. Charge Controllers 4. Battery Bank 5. Inverter 6. Fuse box 7. AC appliances Μπαταρίες σε υβριδικά συστήματα