Σερλνινγηθφ Δθπαηδεπηηθφ Ίδξπκα Καβάιαο Σκήκα Μεραλνινγίαο

Transcript

1 Σερλνινγηθφ Δθπαηδεπηηθφ Ίδξπκα Καβάιαο Σκήκα Μεραλνινγίαο «ΛΔΙΣΟΤΡΓΙΑ ΚΑΙ ΣΔΥΝΙΚΟΟΙΚΟΝΟΜΙΚΗ ΜΔΛΔΣΗ ΔΝΟ ΑΤΣΟΝΟΜΟΤ ΦΩΣΟΒΟΛΣΑΪΚΟΤ ΤΣΗΜΑΣΟΒΔΛΣΙΣΟ ΥΔΓΙΑΜΟ ΑΤΣΟΝΟΜΟΤ Φ/Β ΤΣΗΜΑΣΟ» ΠΣΤΥΗΑΚΖ ΔΡΓΑΗΑ ΣΟΤ ΠΑΝΑΓΙΩΣΗ ΛΑΣΟΤ ΑΡΙΘΜΟ ΜΗΣΡΩΟΤ: 2833 ΔΠΗΒΛΔΠΧΝ: ΚΑΘΖΓΖΣΡΗΑ ΑΠΟΣΟΛΗΓΟΤ ΔΛΔΝΖ ΚΑΒΑΛΑ ΝΟΔΜΒΡΗΟ 2011

2 Κεφάλαιο 1 Φωτοβολταϊκή μετατροπή 11 Ειςαγωγι 1 12 Ημιαγωγοί 1 13 Φωτοβολταϊκό φαινόμενο 5 Κεφάλαιο 2 φωτοβολταϊκά πλαίςια 21 Ειςαγωγι 8 22 Φωτοβολταϊκό πλαίςιο 9 23 Απόδοςθ φωτοβολταϊκοφ πλαιςίου Επίδραςθ τθσ κερμοκραςίασ και τισ ρφπανςθσ Η ιςχφσ αιχμισ του φωτοβολταϊκοφ πλαιςίου Φωτοβολταϊκι ςυςτοιχία Απϊλειεσ Λφςεισ δυςλειτουργίασ Δίοδοι παράκαμψθσ Σεχνολογίεσ φωτοβολταϊκϊν πλαιςίων Πολυκρυςταλλικοί Πολυκρυςταλλικοί Φ/Β ςτοιχειά άμορφου πυριτίου 22 Κεφάλαιο 3 Αποθήκευςη ηλεκτρικήσ ενζργειασ 31 Η ανάγκθ για αποκικευςθ ενζργειασ Ηλεκτρικοί ςυςςωρευτζσ Δομι και αρχζσ λειτουργίασ ςυςςωρευτϊν 26

3 34 Κατθγορίεσ ςυςςωρευτϊν Σφποι ςυςςωρευτϊν Η χθμικι διαδικαςία ςυςςϊρευςθσ θλεκτρικισ ενζργειασ ςε πλάκεσ μολφβδου Διαδικαςία φόρτιςθσ υςςωρευτισ νικελίου- καδμίου υςςωρευτισ νικελίου ςίδθρου υςςωρευτισ νικελίου - ψευδαργφρου υςςωρευτισ rredox Ηλεκτρικά χαρακτθριςτικά ςυςςωρευτεί Χρόνοσ ηωισ ςυςςωρευτεί Ρεφμα φόρτιςθσ ςυςςωρευτεί Ρεφμα εκφόρτωςθσ ςυςςωρευτι Αυτοεκφόρτιςθ ςυςςωρευτι υντελεςτισ γιρανςθσ ςυςςωρευτεί Βακμόσ απόδοςθσ υμπζραςμα Οι ςυςςωρευτζσ ςτα αυτόνομα f/b ςυςτιματα 35 Κεφάλαιιο 4 Αυτόνομο φ/β ςφςτημα 41 Ειςαγωγι Μετατροπζασ ςυνεχοφσ τάςθσ (dc/dc converter) Ανιχνευτζσ ςθμείου ιςχφοσ Ζμμεςοι ανιχνευτζσ MPP Άμεςοι ανιχνευτζσ MPP Αντιςτροφζασ dc/ac 43

4 441 Γενικά Σφποι αντιςτροφζων 45 Κεφάλαιο 5 Σχεδιαςμόσ αυτόνομου φ/β ςυςτήματοσ 51 Ειςαγωγι Οι θλεκτρικζσ καταναλϊςεισ Η χρονικι περίοδοσ Η φωτοβολταϊκι γεννιτρια Η κλίςθ ςυλλεκτϊν Η απαιτοφμενθ ιςχφ αιχμισ Η τάςθ του ςυςτιματοσ Η επιλογή το πλικοσ και θ οργάνωςθ τον φ/β πλαιςίων Οι ςυςςωρευτζσ Επιλογι ρυκμιςτι φόρτιςθσ Επιλογι Inverter Τπολογιςμόσ τισ ζκταςθσ των φ/β πανζλων Επιλογι βοθκθτικισ θλεκτρικισ παραγωγισ Μορφι φ/β εγκατάςταςθσ 69 Επίλογοσ 70 Βιβλιογραφία 73

5 1 11 Εισαγωγή!! " ( ) #! V ma cm 2 12 Ημιαγωγοί $!! 14! 4 % ( ) &! (' 31) 1

6 31: 1 [28] ( ' (E=hf)!! %!!! " ' % & )! )! $ )! )! )! 32: 2 [28] ) -! 2

7 ! * )! )! & + ) )!! % $! % # %! ) % ( ) -n *! % -p -n -p - ( -n ( ) -p! # n dn * dx * : dn Je q De dx (: q Cb De n # -p ( ) -n ( n -p ) : 3

8 dp J h q Dh dx (: q Cb Dh! p! # ( ) % %! ) ) & ) % % p-n: (: I Ioe I V Io qv KT 1 ' ) ( hc E h f ) * g ( % )! )! * ev 11 ev) )! & ) p ) ( ) p )!! # n * p # ) p # 4

9 ) -! n 33: 3! " # [15] 13 Φωτοβολταϊκό φαινόμενο ) () ' 34: 4 $ % [40] / )! n 5

10 ! p & n p %!! # n ( ) p 35: 5&!!!! ' [15] /!! ) ) %! " % p-n / % %!! % : (: I L qv KT I Ioe 1 I L ( ) %: L I P d P = = 6

11 % )! ) ( p-n) I L & 36: 6 ( p-n ( ) [11] 7

12 2 Συστοιχίες κυττάρων 21 Εισαγωγή / % ( 05V 04W )!!! '!! ( )! 4!! (Module)!! DC # (Panel) % ( ) (Array) Panels ) % % 8

13 312: 7 & % (cell) / (module) / (array) [41] 22 Φωτοβολταϊκό πλαίσιο ( 4 : 313: 8! [3] # : 9

14 314: 9![3] #! ) 315: 10 & % 72! 23 Απόδοση φωτοβολταϊκού πλαίσιου ) ( )!!!! * 10

15 ( ) ) (0 ) (S) * 5 : P ( W ) E( kwh) H W m S m kwh m S m ( / ) ( ) ( / ) ( ) : / %! (n) " ( ) )! & : / %! ' ( 098) % 316: 11 -!- %! /!0 078 () 088 () 098 '! () [19] 24 Η επίδραση της θερμοκρασίας και της ρύπανσης (! ) ( 11

16 ( 20 C) % &!! C % 30 C 1 )! ) 5 ( )! : ' ( %! 0005 $ 317: 317: 12 %! - +!' - 20 C + -!' - [10] &!!! / 15

17 ! % '! )!! 90 ( )! 45 ( ( ) )! / &! : S 25 Η ισχύς αιχμής του φωτοβολταϊκού πλαισίου '! ( "! ) (0 ) 1 1kW/m 2 / ) ) ( W ) 5 p! # : 2 2 Pa ( kwp ) 1( kw / m ) S( m ) 16

18 & ) P a : P 2 a ( kwp ) kwh / dkwh / m d 2 1 kw / m 26 Φωτοβολταϊκή συστοιχία! % % % % &! ) ) ' 318: 13 [3] ' 319: 14 [3] 17

19 27 Απώλειες $! ) # 6 % ) ) " # " *! *! ( 320) 320: 15 1!!!!![15] & ( ) 3!! "!! % /!! (mismatch 18

20 loss) /! % hot-spot hot-spot 5 ( 321) )! ) )! )! " ) & ) ( % ) 321: 16 2!' /! [19] 28 Λύσεις δυσλειτουργίας * " ( % hot-spot)!! : ) " 19

21 281 Παράλληλη ή σε σείρα σύνδεση φ/β κυττάρων & % % ) * #!!!! #!! ( ) 282 Δίοδοι παράκαμψης hot-spot ( ")! " 4! (! %! # " $! 15 (/ ) $ ) " ( 322) () () 322: 17 () () [19] 20

22 29 Τεχνολογίες φωτοβολταϊκών πλαισίων 1! 323! (Si) )! 90%! ) : 323: 18 3! %! [8] 291 Μονοκρυσταλλικά 03 / 15-18% 247% ) " " 21

23 324: 19 $ Si [33] 292 Πολυκρυσταλλικά! 03 /! ' $ ( ' 20%! 13 15% 325: 20 4 [33] 293 Φ/Β στοιχεία άμορφου πυριτίου #!! ( ) % &! 22

24 $! % $ 6 8%! 14% a-si ) " * % () ) * ) 00001! : 21! [33] 23

25 3 31 Η ανάγκη για αποθήκευση ενέργειας!! " # $ # %! % & % ' % % % 24

26 %!!! % % %!!! (%!! (! % )! %!! %! # % % % (% % 32 Ηλεκτρικοί συσσωρευτές ' % ' % *!! + : ) : % & ) - :!! # % + - % ( % ) ( (% ) %! " % 25

27 ! 33 Δομή και αρχές λειτουργίας συσσωρευτών '!!! ' % %!! - ) (cell) %: 41: 22 ' ) ( % % * % %!! ) # / (Active material): "! % ) ' ' : +! 26

28 ) ( % (H 2 SO 4 ) gel! (Ni) (0+') (! (Grid): ( % / (Sb) (Ca)! (Plates): + % 1 %! %!! ) "!! %!! % - (Separator): +!!! % (!!!! " (Terminal poles): + % 34 Κατηγορίες συσσωρευτών + % % : 1 ( (SLI Diesel): (Starting) (Lighting) (Ignition)! %!!! % %

29 2 ( : ) ( (6-8h) % (80-90% DOD) % % % ( : % 0 % % ' ( : SLI ( % % (% ) 5 2 % : % % (5-15 ) 6 2 % : # % (!! ) % % 35 Τύποι συσσωρευτών 351 Η χημική διαδικασία συσσώρευσεις ηλεκτρικής ενέργειας σε πλάκες μολύβδου +! % : PbO Pb 2 H SO 2 PbSO 2 H O ' %! % 28

30 ! H 2 SO 4! Pb PbSO 4 0 (Pb)! %! PbO 2! 3511 Διαδικασία φόρτισης '! (( 23 21()) 1 $ ) % % ( % )! '! ) * %! $ % %! # %! 1'! - ( 42: 23 - Pb/H 2 SO 4 () A (H 2 SO 4 ) + Pb PbSO4 ()- ()- [11] 29

31 % (( 23 42()) %! % % PbSO 4 + % %! 352 Συσσωρευτής Νικελίου-Καδμίου ' : Cd 2NiO OH 2H O Cd OH 2Ni OH (!! %! % % % % & ) 1 (! % 353 Συσσωρευτής Νικελίου-Σιδήρου ' : 2NiOOH Fe 2H O 2Ni OH Fe OH #! (!!! ) % 30

32 354 Συσσωρευτής Νικελίου-Ψευδαργύρου ' ) % "! % ) 355 Συσσωρευτής REDOX " CrCl 2 % FeCl 3 % %! ( % %! ( ) %!! 36 Ηλεκτρικά χαρακτηριστικά συσσωρευτή + ('#-) C ' '#- Volt ' C % % ( % %) * % % #! Ah % I %!! " % (Depth Of Discharge DOD) 31

33 % % % (State Of Charge SOC) * (Cycle) -! ) % % 37 Χρόνος ζωής συσσωρευτή + ) (overcharging) (overdischarging) + % ' % % (! ) +! % '! % +! % - 80% * % %!! 38 Ρεύμα φόρτισης συσσωρευτή $ ) % + % C x C x %! / 1 C C=100Ah! x=20h 5h x 5!

34 39 Ρεύμα εκφόρτισης συσσωρευτή '! % $ % %: ( 43: 24 ' C N Ah 10 10! [10] 310 Αυτοεκφόρτιση συσσωρευτή ' % SOC +! % + % 2-5% 1 % " % %! 311 Συντελεστής γήρανσης συσσωρευτή '! %! % ' () 33

35 % ' )!! % #! 80% (! 4 = Βαθμός απόδοσης $ 10-20% %! % # + W V I t % % " 80-85% W E W # % % q : Q q Q " % q 90% 313 Συμπεράσματα 5 ) C N C : C CN $ % 0 % % % - : 34

36 E CV C V +! % % - 85% # # C % # : N E E a 0 : C N E E V av & 6 % : 24 P C av 314 Οι συσσωρευτές στα αυτόνομα φωτοβολταϊκά συστήματα 1! % ' ) : % #! ) ' % 1-2 % % % 1! % ' )! %!!! % % %! 35

37 $! % % 80% % 125% % (!! : ) (!) % ( )! 0! % % & 36

38 ΚΔΦΑΛΑΙΟ 4 ΑΤΣΟΝΟΜΟ ΦΩΣΟΒΟΛΣΑΪΚΟ ΤΣΗΜΑ 41 ΔΙΑΓΩΓΗ Οη απηφλνκεο ειεθηξηθέο εγθαηαζηάζεηο απνηεινχλ ίζσο ηηο πιεξέζηεξεο εθαξκνγέο ηεο θσηνβνιηατθήο ηερλνινγίαο Δίλαη εγθαηαζηάζεηο πνπ ιεηηνπξγνχλ απηνδχλακα γηα ηελ ηξνθνδφηεζε θαζνξηζκέλσλ θαηαλαιψζεσλ ρσξίο λα ζπλδένληαη κε κεγάια θεληξηθά ειεθηξηθά δίθηπα δηαλνκήο απφ ηα νπνία ζα κπνξνχζαλ λα αληινχλ ζπκπιεξσκαηηθή ελέξγεηα ή λα ζηέιλνπλ ηελ πεξίζζεηα ηεο παξαγφκελεο Απνηεινχλ ηελ ηδαληθφηεξε ιχζε γηα πεξηνρέο πνπ βξίζθνληαη καθξηά απφ ην θεληξηθφ δίθηπν θαη ζηηο νπνίεο ε δηαζχλδεζή ηνπο κε απηφ ζα απαηηνχζε ηεξάζηηα νηθνλνκηθά θεθάιαηα Δηδηθφηεξα γηα ηνλ ειιαδηθφ ρψξν ν νπνίνο έρεη πνιπάξηζκα κηθξά λεζηά θαη κηθξνχο νηθηζκνχο ηα απηφλνκα θ/β ζπζηήκαηα έρνπλ βξεη πνιιέο εθαξκνγέο ελψ ππάξρνπλ αθφκα πνιιέο δπλαηφηεηεο αλάπηπμεο ην παξαθάησ ζρήκα θαίλεηαη έλα απινπνηεκέλν δηάγξακκα ελφο ηέηνηνπ ζπζηήκαηνο Απνηειείηαη θαηαξρήλ απφ ηε θ/β γελλήηξηα ε νπνία είλαη θαη ην βαζηθφηεξν ζπζηαηηθφ ηνπ ζπζηήκαηνο αθνχ εθεί γίλεηαη ε κεηαηξνπή ηεο ειηαθήο ελέξγεηαο ζε ειεθηξηθή Έπεηηα πεξηιακβάλεη ζπζζσξεπηέο γηα ηελ απνζήθεπζε ειεθηξηθήο ελέξγεηαο ζε πεξηφδνπο πνπ ε παξαγφκελε ελέξγεηα εκθαλίδεη πεξίζζεηα θαη γηα ηελ ρξεζηκνπνίεζή ηεο φηαλ ε παξαγσγή είλαη αλεπαξθήο πσο είλαη θαηαλνεηφ ε ρσξεηηθφηεηα ησλ κπαηαξηψλ είλαη δεδνκέλε θαη ππάξρεη ην ελδερφκελε λα κελ θαιχπηνπλ ηηο αλάγθεο ηνπ θνξηίνπ ζε παξαηεηακέλεο πεξηφδνπο ζπλλεθηάο ή θάπνηαο βιάβεο ηνπ 37

39 ζπζηήκαηνο Απφ ηελ άιιε ε επηινγή ζπζζσξεπηψλ πνιχ κεγάιεο ρσξεηηθφηεηαο θξίλεηαη νηθνλνκηθά αζχκθνξε Ζ ηδαληθφηεξε ιχζε είλαη κηα βνεζεηηθή γελλήηξηα (ζπλήζσο ληεδεινγελλήηξηα) ε νπνία ηίζεηαη ζε ιεηηνπξγία φηαλ είλαη αλαγθαίν πρλά ηα ζπζηήκαηα απηά θαινχληαη πβξηδηθά θ/β ζπζηήκαηα θαη κπνξεί λα πεξηέρνπλ θαη άιιεο ελαιιαθηηθέο βνεζεηηθέο πεγέο ελέξγεηαο (πρ αλεκνγελλήηξηα) Σα πβξηδηθά κπνξνχλ επίζεο λα απνηειέζνπλ κηα ινγηθή πξνζέγγηζε ζε θαηαζηάζεηο φπνπ νη πεξηζηαζηαθέο αηρκέο δήηεζεο είλαη ζεκαληηθά πςειφηεξεο απφ ηε δήηεζε θνξηίνπ βάζεο Σέινο αλαπφζπαζηα ζπζηαηηθά ελφο απηφλνκνπ ζπζηήκαηνο είλαη νη δηαηάμεηο γηα ηελ κεηαηξνπή ηεο παξαγφκελεο ελέξγεηαο απφ ηα θ/β ζηνηρεία ζε κνξθή θαηάιιειε γηα ηελ ηξνθνδφηεζε ησλ θνξηίσλ νη νπνίεο πεξηέρνπλ έλαλ DC/DC κεηαηξνπέα ζε ζπλδπαζκφ κε έλαλ αληρλεπηή κέγηζηεο ηζρχνο(μρρσ) θαη έλαλ DC/AC αληηζηξνθέα 42 ΜΔΣΑΣΡΟΠΔΑ ΤΝΔΥΟΤ ΣΑΗ (DC/DC CONVERTER) ε έλα θ/β ζχζηεκα ε παξαγφκελε ηάζε απφ ηα θ/β ζηνηρεία δελ έρεη ζηαζεξή ηηκή αιιά κεηαβάιιεηαη γχξσ απφ κηα κέζε ηηκή Γηα λα ζηαζεξνπνηεζεί ε ηάζε εμφδνπ ηεο θ/β γελλήηξηαο θαη λα θαηαζηεί θαηάιιειε γηα ηελ είζνδφ ηεο ζηνλ αληηζηξνθέα ρξεζηκνπνηνχληαη κεηαηξνπείο ζπλερνχο ξεχκαηνο Οη κεηαηξνπείο κπνξνχλ λα ρσξηζηνχλ ζε θαηεγνξίεο αλάινγα κε ην αλ ε ηάζε εμφδνπ πνπ βγάδνπλ είλαη κεγαιχηεξε ή κηθξφηεξε απφ ηελ ηάζε εηζφδνπ θαη αθφκα αλάινγα κε ηελ πεξηνρή 38

40 25 ρήκα 41 Απινπνηεκέλν δηάγξακκα απηφλνκνπ θ/β ζπζηήκαηνο Δάλ ρξεζηκνπνηεζεί κηα βνεζεηηθή πεγή ελέξγεηαο φπσο θαίλεηαη ζην ζρήκα κε ηελ δηαθεθνκκέλε γξακκή ηφηε ην ζχζηεκα θαιείηαη πβξηδηθφ θ/β ζχζηεκα 43 ΑΝΙΥΝΔΤΣΔ ΗΜΔΙΟΤ ΜΔΓΙΣΗ ΙΥΤΟ MAXIMUM POWER POINT TRACKERS (MPPT) Ζ ηερλνινγία ηεο αλίρλεπζεο ηεο κέγηζηεο ηζρχνο άξρηζε λα ρξεζηκνπνηείηαη ζρεηηθά πξφζθαηα ζηηο εθαξκνγέο ησλ θσηνβνιηατθψλ θαη απνηειεί πιένλ ραξαθηεξηζηηθφ θάζε θαινχ αληηζηξνθέα γηα ζχλδεζε κε ην δίθηπν ή θνξηηζηή ζπζζσξεπηψλ ήκεξα ρξεζηκνπνηνχληαη πνιπάξηζκεο ηερληθέο θαη αιγφξηζκνη γηα ηελ εχξεζε ηνπ ζεκείνπ κέγηζηεο ηζρχνο ιεο απηέο νη ηερληθέο κπνξνχλ λα νκαδνπνηεζνχλ ζε δπν κεγάιεο θαηεγνξίεο 431 Έκκεζνη αληρλεπηέο ΜΡΡ Απηνί νη αληρλεπηέο πξνζεγγίδνπλ ην ζεκείν κέγηζηεο ιεηηνπξγίαο κε βάζε απιέο ππνζέζεηο θαη έκκεζεο κεηξήζεηο χκθσλα κε κία κέζνδν ε ηάζε ιεηηνπξγίαο ξπζκίδεηαη αλάινγα κε ηελ επνρή ηνπ ρξφλνπ Μεγαιχηεξεο ηηκέο ηάζεο ζην ζεκείν κέγηζηεο ιεηηνπξγίαο αλακέλνληαη ηνλ ρεηκψλα 39

41 φπνπ νη ζεξκνθξαζίεο είλαη ρακειέο ελψ ην θαινθαίξη νη ηηκέο ηεο ηάζεο είλαη ζαθψο κηθξφηεξεο Μηα άιιε κέζνδνο ξπζκίδεη ηελ ηάζε αλάινγα κε ηελ ζεξκνθξαζία πνπ αλαπηχζζεη ην πιαίζην Σέινο κηα ηξίηε θάλεη ρξήζε ηνπ γεγνλφηνο φηη ζηα πεξηζζφηεξα θσηνβνιηατθά ζηνηρεία ν ιφγνο ηάζεο ζηε κέγηζηε ηζρχ πξνο ηελ ηάζε αλνηρηνθχθισζεο είλαη ζηαζεξφο δειαδή: (45) Έλα θσηνβνιηατθφ ζηνηρείν ην νπνίν παξακέλεη αλνηρηνθπθισκέλν ηνπνζεηείηαη δίπια απφ ηηο θσηνβνιηατθέο ζπζηνηρίεο γηα λα κεηξάηαη ζπλερψο ε ηάζε αλνηρηνθχθισζεο απηνχ Ζ ηάζε ηφηε ησλ παξαγσγηθψλ θ/β ζηνηρείσλ ξπζκίδεηαη θάζε ζηηγκή ζην ζεκείν K*V oc πνπ εμαζθαιίδεη ηε κέγηζηε ηζρχ 432 Άκεζνη αληρλεπηέο ΜΡΡ Ζ ιεηηνπξγία ηνπο βαζίδεηαη ζηε ζπλερή παξαθνινχζεζε ησλ ηηκψλ ηεο ηάζεο θαη έληαζεο εμφδνπ ησλ θσηνβνιηατθψλ γελλεηξηψλ πξνθαιψληαο αλά ηαθηά ρξνληθά δηαζηήκαηα κηα δηαηαξαρή ηεο ηάζεο εμφδνπ απηήο Αλ δηαπηζησζεί φηη κε ηελ αλχςσζε ηεο ηάζεο απμάλεηαη ε ηζρχο πνπ παξέρεη ε γελλήηξηα ηφηε απμάλνπλ ηελ ηάζε πξνο ηα πάλσ ψζπνπ λα έξζεη κηα ηζνξξνπία Απηφ είλαη θαη ην ζεκείν κέγηζηεο ιεηηνπξγίαο πσο πξναλαθέξζεθε ζηελ εμέηαζε ησλ θσηνβνιηατθψλ ζηνηρείσλ ε έληαζε πνπ παξάγεηαη απφ έλα θ/β ζηνηρείν δελ είλαη ζηαζεξή αιιά κεηαβάιιεηαη αληίζηξνθα απ φηη κεηαβάιιεηαη ε ηάζε Γηα θάπνην ζπγθεθξηκέλν δεχγνο ηάζεο έληαζεο ην ζηνηρείν δίλεη ηε κέγηζηε ηζρχ ηνπ Χζηφζν επεηδή θάζε ζηηγκή ε ειηαθή αθηηλνβνιία πνπ πξνζπίπηεη ζην 40

42 ζηνηρείν δελ είλαη ζηαζεξή νκνίσο ζηαζεξή δελ είλαη θαη ε ηάζε εμφδνπ ηνπ Δίλαη ινηπφλ επηζπκεηφ γηα θάζε ζηηγκή ην θσηνβνιηατθφ ζηνηρείν λα κελ παξάγεη ηελ ηάζε θαη ηελ έληαζε φπσο απηά θαζνξίδνληαη απφ ηελ αληίζηαζε ηνπ θπθιψκαηνο πνπ ππάξρεη ζηα άθξα ηνπ αιιά λα δίλεη ζηελ έμνδν απηφ ην δεχγνο ηάζεο έληαζεο πνπ κεγηζηνπνηεί ηελ ηζρχ ηνπ ην ζρήκα θαίλνληαη νη ραξαθηεξηζηηθέο ηάζεοέληαζεο θαη ηζρχνο ελφο θσηνβνιηατθνχ ζηνηρείνπ 26 ρήκα 42 Ζ ζπλερήο θακπχιε δείρλεη ηελ κεηαβνιή ηεο ηάζεο ζε ζπλάξηεζε κε ηελ έληαζε ηνπ ξεχκαηνο ελφο θ/β ζηνηρείνπ ππξηηίνπ ζε ζπλζήθεο ζηαζεξήο αθηηλνβνιίαο θαη ζεξκνθξαζίαο Ζ δηαθεθνκκέλε 41

43 θακπχιε δείρλεη ηελ αληίζηνηρε κεηαβνιή ηεο ειεθηξηθήο ηζρχνο πνπ παξάγεηαη Γηα λα επηηεπρζεί ε ιεηηνπξγία ζην ζεκείν κέγηζηεο ηζρχνο ρξεζηκνπνηείηαη έλα θχθισκα DC/DC κεηαηξνπέα αλχςσζεο-ππνβηβαζκνχ ηάζεο ζηα άθξα ηεο ειεθηξνληθήο ζπζθεπήο ζηελ νπνία εηζέξρεηαη ε ηζρχο ηνπ θσηνβνιηατθνχ Έλα απιντθφ ζρεδηάγξακκα DC/DC κεηαηξνπέα πνπ ρξεζηκνπνηείηαη γηα ηνλ εληνπηζκφ ηεο κέγηζηεο ηζρχο εμφδνπ ηεο θ/β γελλήηξηαο θαίλεηαη παξαθάησ ρήκα Απινπνηεκέλε δηάηαμε MPPT Αλά πάζα ζηηγκή ε ηζρχο πνπ παξάγεηαη απφ έλα θσηνβνιηατθφ ζηνηρείν είλαη: P =V * I (43) Δάλ ιφγσ κεηαβνιήο ζηελ εηζεξρφκελε ειηαθή 42

44 αθηηλνβνιία ή κεηαβνιή ηνπ θνξηίνπ αιιάμεη ε παξαγφκελε ηζρχο κεηαηνπηζηεί δειαδή ζε δηαθνξεηηθφ ζεκείν ιεηηνπξγίαο πάλσ ζηε θακπχιε V-I ηφηε ζα ππάξμεη κεηαβνιή ηεο ηάζεο θαη κεηαβνιή ηεο έληαζεο Αλάινγα κε ηελ πεξίπησζε ινηπφλ ην ζπγθεθξηκέλν θχθισκα ιεηηνπξγεί είηε σο κεηαηξνπέαο αλχςσζεο είηε σο κεηαηξνπέαο ππνβηβαζκνχ ηάζεο Δλαιιαθηηθέο κνξθέο αλίρλεπζεο ηεο κέγηζηεο ηζρχνο ρξεζηκνπνηνχλ θπθιψκαηα κε κλήκε ψζηε λα ζπγθξίλνπλ ηηο ηξέρνπζεο κεηξνχκελεο ηηκέο ηζρχνο ηάζεο έληαζεο κε πξνεγνχκελεο νπφηε πξνζαξκφδνπλ αλάινγα ηε ζηάζκε ηεο ηάζεο πνπ ζα απνξξνθήζεη ν αληηζηξνθέαο 44 ΑΝΣΙΣΡΟΦΔΑ DC/AC 441 Γεληθά Έλα θσηνβνιηατθφ ζχζηεκα δηαζπλδεδεκέλν κε ην δίθηπν γηα λα κπνξεί λα δηνρεηεχεη ηελ ηζρχ ηνπ ζε απηφ είλαη απαξαίηεην λα κπνξεί λα κεηαηξέπεη ηελ ζπλερή ηάζε εμφδνπ ηνπ ζε ελαιιαζζφκελε κε ραξαθηεξηζηηθά ίδηα κε απηά ηνπ δηθηχνπ ψζηε λα κε δεκηνπξγεί πξφβιεκα ζηε ιεηηνπξγία ηνπ δηθηχνπ θαη ζηε πνηφηεηα ηζρχνο πνπ απηφ παξέρεη Σελ κεηαηξνπή απηή επηηπγράλνπκε κέζσ ηνπ αληηζηξνθέα (Inverter) ή DC to AC Converter ε ζέζε ηνπ νπνίνπ ζε έλα ζχζηεκα θαίλεηαη ζην ζρήκα ρήκα 44: 28 Γηάηαμε Φ/Β ζπζηήκαηνο κε αληηζηξνθέα 43

45 Σα ραξαθηεξηζηηθά πνπ ζέινπκε λα επηηχρνπκε ζηελ έμνδν ηνπ αληηζηξνθέα είλαη εκηηνλνεηδήο ηζρχο εμφδνπ ζηαζεξνχ πιάηνπο ζηαζεξήο ζπρλφηεηαο θαη ρσξίο απψιεηεο πλήζσο γηα ηε κεηαηξνπή απηή ρξεζηκνπνηνχκε εκηαγσγηθά ζηνηρεία ηζρχνο ζαλ δηαθφπηεο φπσο ηξαλδίζηνξ ή ζπξίζηνξ θαη ε γεληθή ηνπνινγία ηνπ θπθιψκαηνο ηνπ αληηζηξνθέα θαίλεηαη ζην ζρήκα ρήκα 45: 29 Γηάηαμε κνλνθαζηθνχ αληηζηξνθέα Σα εκηαγσγηθά ζηνηρεία πνπ ρξεζηκνπνηνχκε έρνπλ ηελ ηδηφηεηα λα άγνπλ ή φρη αλάινγα κε ην αλ ηνπο δίλεηαη παικφο έλαπζεο απφ θάπνην αλεμάξηεην ινγηθφ θχθισκα ελψ ε ζβέζε ηνπο κπνξεί λα πξαγκαηνπνηεζεί είηε κε παικνχο (ηξαλδίζηνξ) είηε θάησ απφ εηδηθέο ζπλζήθεο φπνπ ην ξεχκα πνπ δηαξξέεη ην δηαθφπηε κεδελίδεηαη γηα θάπνην ρξνληθφ δηάζηεκα (ζπξίζηνξ) Σα ζηνηρεία απηά αλνηγνθιείλνπλ αλά νκάδεο (12) θαη (34) γηα ρξφλν κηαο εκηπεξηφδνπ κε κηα ζπρλφηεηα ίζε κε ηελ δηπιάζηα ηεο ζπρλφηεηαο ηνπ 44

46 δηθηχνπ (f=50ζz) ή πεξίνδν Σ=/2f=001 sec θαη παξάγνπλ ζηελ έμνδν ηεο δηάηαμεο κηα ηάζε ηεο κνξθήο ηνπ ζρήκαηνο ρήκα 46: 30 Έμνδνο κνλνθαζηθνχ αληηζηξνθέα Σν πελίν ζηελ είζνδν ηνπ αληηζηξνθέα ρξεηάδεηαη γηα λα εμνκαιχλεη ηηο κεηαβνιέο ηεο ηάζεο πνπ δεκηνπξγνχλ νη δηαθφπηεο ελψ ζηελ έμνδν ππάξρεη ζπλήζσο έλαο κεηαζρεκαηηζηήο 442 Σύπνη αληηζηξνθέωλ Τπάξρνπλ δηάθνξεο ηνπνινγίεο πνπ κπνξεί λα πινπνηεζεί έλαο αληηζηξνθέαο Ζ απιή ηνπνινγία παξνπζηάδεη πςειφ βαζκφ απφδνζεο αιιά ε θπκαηνκνξθή θαη ε ζηαζεξνπνίεζε ηεο ηάζεο εμφδνπ δελ είλαη απνδεθηή γηα ηηο πεξηζζφηεξεο εθαξκνγέο Σα κεηνλεθηήκαηα απηά κπνξνχλ λα εμαιεηθζνχλ ελ κέξεη κε ηε βνήζεηα θίιηξσλ ηα νπνία φκσο έρνπλ κεγάιν φγθν θαη θφζηνο Άιιεο πην πξνρσξεκέλεο ηερληθέο κεηψλνπλ ηηο απαηηήζεηο ζε θίιηξα αιιά παξνπζηάδνπλ κεγαιχηεξεο απψιεηεο πλεπψο ε επηινγή ηεο ηνπνινγίαο βαζίδεηαη ζηελ εχξεζε ηεο ρξπζήο ηνκήο αλάκεζα ζε αληηθξνπφκελεο απαηηήζεηο φζνλ αθνξά ην θφζηνο ηελ πνηφηεηα ηεο ηάζεο εμφδνπ ην πεξηερφκελν ζε αξκνληθέο ηνλ φγθν θιπ Αλ θαη ε ηερλνινγία ησλ αληηζηξνθέσλ είλαη αξθεηά αλεπηπγκέλε ελ ηνχηνηο δελ είλαη αξθεηά 45

47 μεθάζαξν πνηα απφ ηηο πνιιέο ηνπνινγίεο πνπ ππάξρνπλ είλαη ε θαηαιιειφηεξε γηα θάζε θσηνβνιηατθή εθαξκνγή Έλαο αληηζηξνθέαο πξέπεη λα εθηειεί ηξεηο ιεηηνπξγίεο πνπ είλαη α) αληηζηξνθή β) ξχζκηζε ηεο ηάζεο θαη γ) δηακφξθσζε ηεο θπκαηνκνξθήο Οη αληηζηξνθείο πνπ ππάξρνπλ κπνξνχλ λα ηαμηλνκεζνχλ αλάινγα κε ην ζβήζηκν ησλ δηαθνπηηθψλ ηνπο ζηνηρείσλ φηαλ απηά είλαη ζπξίζηνξ ηαλ ε ελέξγεηα γηα ην ζβήζηκν ησλ ζπξίζηνξ παξέρεηαη απφ κηα εμσηεξηθή πεγή (δίθηπν) ηφηε αλήθνπλ ζηελ θαηεγφξηα ησλ αληηζηξνθέσλ νδεγνχκελσλ απφ ην δίθηπν ή κε θπζηθή κεηάβαζε ηαλ ε ελέξγεηα απηή πξνέξρεηαη απφ εζσηεξηθά θπθιψκαηα πνπ πεξηέρνπλ ζηνηρεία φπσο ππθλσηέο ηφηε αλήθνπλ ζηελ θαηεγφξηα ησλ αληηζηξνθέσλ κε εμαλαγθαζκέλε κεηάβαζε ή απηννδεγνχκελνη αληηζηξνθείο Οη αληηζηξνθείο πνπ πεξηέρνπλ ηξαλζίζηνξο αλήθνπλ πάληα ζηελ θαηεγφξηα ησλ θπζηθά απηννδεγνχκελσλ αληηζηξνθέσλ 46

48 5 Σχεδιασμός αυτόνομου φ/β συστήματος 51 Εισαγωγή κατοικίας κατοικία! " 4 # # κατοικία 120m 2 3 $

49 $% κατοικίας # # # & # $ & & $ # 52 Οι ηλεκτρικές καταναλώσεις ' ( $ & &$ ) # # 24& * $ & & # * & & & * $ $ & # + # $% & & $ # $ (# desktop) # # # $ # (laptop) * # $ $ $ & $ & & $! % # &! ' ( -# 1 800W 24 h 2000 Wh 1 260W 1 h 260 Wh 1 180W 003 h 54 Wh 1 15W 005 h 075 Wh moulinex 1 200W 0036 h 72 Wh 1 650W 025 h 1625 Wh / h 231 Wh 0 # h 500 Wh " #$ W 043 h 516 Wh 48

50 1 2000W 043 h 860 Wh # W 0143 h 200 Wh LCD W 4 h 320 Wh *$ & W 025 h 450 Wh Laptop 1 50W 8 h 400 Wh $ 1 20W h 0048 Wh *$ 1 100W 3 h 300 Wh 1$ ($ ) h 180 Wh 1$ ($ ) h 864 Wh 1$ (($ ) h 540 Wh 11800W 77 KWh 61: $! % # &! ' ( -# 1 800W 24 h 2000 Wh 1 260W 1 h 260 Wh 1 180W 003 h 54 Wh 1 15W 005 h 075 Wh moulinex 1 200W 0036 h 72 Wh 1 650W 025 h 1625 Wh 0 # W 0083 h 166 Wh " #$ W 043 h 516 Wh W 043 h 860 Wh # W 0143 h 200 Wh LCD W 4 h 320 Wh *$ & W 025 h 450 Wh Laptop 1 50W 8 h 400 Wh $ 1 20W h 0048 Wh *$ 1 100W 3 h 300 Wh 1$ ($ ) 2 15W 6 h 180 Wh 1$ ($ ) 8 18W 6 h 864 Wh 1$ (($ ) 3 60W 3 h 540 Wh 3 60W 3 h 540 Wh / (12000 Btu) W 3 h 9000 Wh 14200W 168 KWh 62: 2$ - $ $ $ & & 77 kwh $ & & 168 kwh # 3 # $ - # #- & $ # & $ 4 $& $ 8 kwh 49

51 # # # 17 kwh # # 5: $ ($ ) = 8 kwh $ ( ) = 17 kwh 53 Η χρονική περίοδος # ( # *& $%# ( & $& & ($) 6 $ & ( 54 Η φωτοβολταϊκή γενήτρια 541 Η κλίση συλλεκτών ( + #( & 4 # # & & # $% # $ $ $! " $ # 38 * 63 $ $ / 64 $ 63 $ $ 32 50

52 !"! " " - " / # $ %& '( %& # # ' ( ) *+ 61: 33 38! * * + *" " : 34 (kwh/m 2 ) [10]! " * * + *" : 35 (kwh/m 2 day) [10] *" %! " * * : 36 ( C) [10] 51

53 -!"! " " %+ 0 + # $ %& '( %& # # ' ( ) *+ 62: 37 & 61 # $ & ( 0 ) ( # ( 6 ) $ 90 # 7$ $ 60 # ( ( # 3 # $ # # # 0 $ 30 # # # # $ $ *- # & κατοικίας & # : "$ : # # 45 # 8 # # # * $ # 52

54 6 84 kwh/m 2 "$ 0: κατοικίας # # # 30 # 8 # & $ # ( ($ & 542 Η απαιτούμενη ισχή αιχμής Από τον πίνακα παρατηρουμε οτι την μικροτερη μεση τιμη της ημερησιας ηλιακης ακτινοβολιας εχει ο μηνας Ιανουαριος ειτε προκειται να τοποθετησουμε συλλεκτες o o κλισης 30 ειτε 45 και η μεση θερμοκρασια του αερα στις φωτεινες ωρες της ημερας ειναι 112C Δεχομενοι οτι η θερμοκρασια των ηλιακων στοιχειων ειναι κατα 30C μεγαλυτερη καταληγουμε στους 412C για τον μηνα ΙανουαριοΕπομενος απο το διαγραμμα που ακολουθει ευκολα βρισκουμε τον συντελεστη θερμοκρασιακης διορθοσης : 38 [10] 2 # $ $%& & $ $ $ & $ 4 09 :

55 "$ : KWh/m 2 # # $% : 2 kwh / d1 kw / m 2 / Pa ( kwp ) kwh m d kwh d kw 2 m 2 kwh m d 8 / 1 / Pa ( kwp ) 365kW 2709 / * $ $ $ & " $ 85% $ 85% DC/AC 95% $# : a $ # $% : 5: ' Pa 365kW P 53kW a a 069 6# $% = 53 kw "$ 0: * $ # # # + ($ # # # # * $ & & 8 kwh $ 6 ( ) # 2516 KWh/m 2 : kwh d kw 2 m 2 kwh m d 8 / 1 / Pa ( kwp ) 393kW 2516 /

56 * # $ 6# 6# # 17 kwh (# $ & & & # # 5968 KWh/m 2 $ # 085 ': kwh d kw 2 m 2 kwh m d 17 / 1 / Pa ( kwp ) 372kW 5968 / (# $ # $ $ $# # # 393kW 2$ $ # 69% *&: ' Pa 393kW P 57kW a a 069 5: 6# $% = 57 kw 543 Η τάση του συστήματος $% # $ $& & *$ # 12V 24V 48V 2 - # # # $ $ & & 3 - $& ( + # $ * # inverter 24V & $% $ $& 24V 55

57 544 Η επιλογή το πλήθος και η οργάνωση των υωτοβολταϊκών πλαισίων Οη παξάγνληεο πνπ κπνξεί λα επεξεάζνπλ ηελ επηινγή ηνπ θσηνβνιηατθνχ πιαηζίνπ πνπ ζα ρξεζηκνπνηεζεί είλαη δηάθνξνη θαη έρνπλ ηδηαίηεξε βαξχηεηα απφ άλζξσπν ζε άλζξσπν Υπάξρνπλ πνιινί πνπ δίλνπλ κεγάιε ζεκαζία ζηελ ρψξα πξνέιεπζεο θαη θαηαζθεπήο ηνπ πιαηζίνπ θαη δεη ζην λα πξνέξρεηαη απφ ηελ Δπξψπε Μεγάιεο Γεξκαληθέο εηαηξίεο έρνπλ εκπεηξία ζηνλ ηνκέα πνπ πνιιέο θνξέο μεπεξλά ην 30 ρξφληα κε απνηέιεζκα λα ζεσξνχληαη πξσηνπφξνη ζηνλ επαίζζεην απηφ ηνκέα Απμαλφκελε επίζεο δήηεζε παξνπζηάδνπλ θαη άιιεο εηαηξίεο Ιζπαληθήο θαη Γαιιηθήο πξνέιεπζεο Αμίδεη λα αλαθεξζεί φηη ηα ηειεπηαία ρξφληα δξαζηεξηνπνηνχληαη θαη θάπνηεο Διιεληθέο εηαηξίεο ζην ρψξν παξάγνληαο πνηνηηθά θσηνβνιηατθά πιαίζηα ζε αληαγσληζηηθέο ηηκέο Γελ ζα κπνξνχζαλ λα ιείπνπλ απφ ηελ αγνξά ηα Αζηαηηθά πξντφληα ηα νπνία σο ζπλήζσο παξνπζηάδνπλ κεγάιεο δηαθνξέο ζηελ πνηφηεηα Μεγάιεο θαη εγλσζκέλεο εηαηξίεο παξάγνπλ πνηνηηθφ θαη εγγπεκέλν εμνπιηζκφ ελψ ππάξρνπλ θαη νη ρακεινχ θφζηνπο παξαγσγνί πνπ ζηεξίδνληαη ζηηο ηδηαηηέξσο αληαγσληζηηθέο ηηκέο ηνπο πξάγκα ην νπνίν πνιιέο θνξέο αληηθαηνπηξίδεηαη ζηελ πνηφηεηα ησλ πιηθψλ ηνπο ζε βάζνο ρξφλνπ Γεληθφηεξα ην θάζκα ηηκψλ ησλ πιαηζίσλ είλαη κεγάιν: ελδεηθηηθά κπνξνχκε λα βξνχκε ζηελ αγνξά πάλει πνπ μεθηλνχλ απφ 14 /Watt θαη θηάλνπλ αθφκα θαη ζηα 25 /Watt Καζνξηζηηθφ ξφιν ζηελ ηηκή παίδεη ν βαζκφο απφδνζεο ηνπ πιαηζίνπ πνπ νπζηαζηηθά ζπκβνιίδεη ην πνζνζηφ ηεο ειηαθήο αθηηλνβνιίαο πνπ κεηαηξέπεηαη ζε ειεθηξηθή ελέξγεηα Έλα ηππηθφ κέγεζνο είλαη ηεο ηάμεσο ηνπ % παξ' φια απηά ππάξρνπλ θαη πάλει πνπ κπνξεί λα μεπεξάζνπλ αθφκα θαη ην 17% ην νπνίν θπζηθά έρεη θαη άκεζν αληίθηππν ζηελ παξαγσγή ειεθηξηθήο ελέξγεηαο Άιινο ζεκαληηθφο παξάγνληαο είλαη ε ζπλνιηθή επηθάλεηα ηνπ θσηνβνιηατθνχ πιαηζίνπ κηαο θαη γηα ηνπο πεξηζζφηεξνπο ν ρψξνο είλαη πνιπηέιεηα Γηα έλα νηθηαθφ θσηνβνιηατθφ ζχζηεκα ε επηθάλεηα ηαξάηζαο πνπ απαηηείηαη θπκαίλεηαη ζηα ηκ ιακβάλνληαο ππ' φςε θαη ηελ χπαξμε ειηαθνχ ζεξκνζίθσλα Η επηθάλεηα απηή δελ είλαη δηαζέζηκε ζπλήζσο θαη ππάξρεη ε αλάγθε γηα κείσζε ηνπ φγθνπ θαη ηεο επηθάλεηαο ηεο εγθαηάζηαζεο Σπλήζσο κηα ηππηθή εγθαηάζηαζε θαιχπηεη πεξίπνπ 130 έσο 140 Watt αλά ηεηξαγσληθφ κέηξν ηαξάηζαο Παξ' φια απηά ππάξρνπλ θσηνβνιηατθά πιαίζηα πνπ κπνξνχλ λα επηηχρνπλ πνιχ θαιχηεξε ζρέζε επηθάλεηαο-ηζρχνο πνπ κπνξεί λα θπκαλζεί αθφκα θαη ζηα 170 κε 180 Watt/ηκ κεηψλνληαο έηζη δξαζηηθά ηελ απαηηνχκελε επηθάλεηα Ιδηαίηεξε βαξχηεηα ζα πξέπεη λα δίλεηαη ζηελ παξνρή νινθιεξσκέλεο εγγχεζεο θαη δσξεάλ αληηθαηάζηαζεο ζε πεξίπησζε βιάβεο γηα ηνπιάρηζηνλ πέληε έηε απφ ηελ εκεξνκελία παξάδνζεο αιιά θαη ζηηο επηκέξνπο εγγπήζεηο πνπ παξέρνληαη απφ ηνπο θαηαζθεπαζηέο Τππηθά νη πεξηζζφηεξνη θαηαζθεπαζηέο εγγπψληαη φηη ε απφδνζε ησλ πιαηζίσλ δελ ζα θζίλεη θάησ απφ ην 90% ηεο αξρηθήο κέρξη ηελ πξψηε 10εηία θαη νκνίσο γηα ην 80% ζηελ 25εηηά Υπάξρνπλ πιαίζηα ζε δηάθνξα κεγέζε πνπ θπκαίλαηε απφ 5 (Wp) έσο 280+ (Wp) Η επηινγή πιαηζίσλ κηθξνχ κεγέζνπο αληηκεησπίδεη θαιχηεξα κελ ηεο πηζαλέο ζθηάζεηο - λεθψζεηο πνπ ζα ππάξμνπλ αιιά απμάλεηε ην θφζηνο εγθαηάζηαζεο θαζψο θαη νη απφιπεο κέζν ηνλ 56

58 καλωδιώζεων για ηην διαζύνδεζη ηοςρ Δάν η ηοποθεζία δεν έσει κάποιερ ιδιομοπθίερ ηόηε πποηείνεηε μια επιλογή μεζαίος μεγέθοςρ Γιαλέξαμε από 9 καηαζκεςαζηέρ πλαίζια ιδίος μεγέθοςρ ώζηε να έσοςμε μια πποζεγγιζηική ζύγκπιζη ανάμεζα ηοςρ Όμωρ έσοςμε μικπέρ διαθοπέρ ζηα μεγέθη και ζωζηά ζςμπεπάζμαηα μποπούμε να βγάλοςμε μονό από ηον λόγο ηιμήρ ππορ απόδοζηρ επί μεγέθοςρ Βέληιζηη επιλογή = Καηαζκευαζηής- Μονηέλο Μέγεθος (Wp) Τιμή (Euro) Απόδοζη Τιμή / (Μέγεθος *Απόδοζης) Sharp NTR5E3E BSL BSL-SE16-175M BP solar BP Solar Kyocera KC135GHT Conergy C185-M Mitsubishi MF180 PVTD SCHOTT EFG 175 wp Solar World SW UPSOLAR UP-M180M Η καλύηεπη επιλογή είναι αςηή με ηον μικπόηεπο λόγο ηιμήρ ππορ μεγέθοςρ επί απόδοζηρ Από ηον πίνακα ζςμπεπαίνοςμε όηι η πιο ζςμθέποςζα ηιμή από ηα παπαπάνω μονηέλα είναι ηηρ εηαιπίαρ UPSΟLAR με ηο μονηέλο UP-M180M Η UPSOLAR καηέσει πιζηοποιήζειρ μεγάλων θοπέων και παπέσει εγγςήζειρ για 90% και 80% απόδοζηρ ζε 10 και 25 σπονιά ανηίζηοισα 57

59 Φωτοβολταϊκο πλαίσιο της εταιρείας UPSOLAR ονομαστικής ισχύος 180 Wp ( $ : -) # " Μονοκρυσταλλίκο (P max ) 180 W p *" ( ( V mpp ) 242 V -( #( V oc ) 30 V *" (I mp ) 745 A / (I sc ) 803 A ) " % % Μοντέλο UP-M180M $ $ $% (24V) " $ $ $ "$ : $ $%& $ ( #) # : 53kW W $% $% 24V # 30180W 5400W 54kW 58

60 "$ 0: $ $%& $ # : 57kW W $% $ $% 24V # 32180W 5760W 576kW * 45 # 2$ - $ # $ # # 45 2 $% $ $ # & *& $& $ 32 $% ( ) 30 $ $ $ & # $ $ & $ & $ 4 ( 3 # 6 2 # 7 55 Οι συσσωρευτές & ( $ Rolls & $ $& " $ 80% $ $ 10 -) ( * $( 0 Volt 1 (Ah)- C20 2( kg 67: # Rolls [20] 59

61 65: 41 Rolls [20] ( $ $% $ $& 24V 2 $ $& # $ $& Rolls 12V *& $# $ $& =80% =85% 24V # - # & $ 24 # $ $& (kwh) : 8kWh E 42 days 32 16kWh day * $ $ $ 0 - # $ 24 6# 6# #' # 12 ημερών # $ $& # : 17kWh E 21 day 17 34kWh 32 16kWh day # & # 34 17kWh $ & & # # # $ $ $& : C N E 17kWh 1042Ah a V V

62 5 # Ah Ah 104=10 $& 2 $ $ $& $ : Ah Ah & # $ & & # ( & $ 56 Επιλογή ρυθμιστή φόρτισης ' $ $ $& $ $ # $ $& # # ( ) ( $ $ * # $% $# 5 $ # # 5 $ $ $& $% ( # 180W p #$ # V ' # $ & # ( $ # $%& $ 2$ $ $# 3 $ 6 # $ 745A6 447A 242V 2 $ 7 # $ 745A A 242V *& # xantrex C60 : 61

63 -( *" ( #! / *" # 12V 24V 55V (DC) 60A 85A 8 - # " 68: 9 xantrex C60 [33] * 66: 42 : xantrex C60 [33] 57 Επιλογή Inverter ' inverter (DC) # $%# # (AC) 4 $ # # 220V # $ & $ & # $ ( # 4 # # ( # $ $ # # # # (- # inverter * $ # # κατοικία & # # * & 62

64 # 3 # #- # * $ $ $ κατοικίας $ & # & * 69 ( $ $ $: * * 2 ( ( -# 800W / 700W 260W " #$ 1200W 650W 2000W 180W # 1400W moulinex 200W *$ & 1800W 0 # 2000W 80W 15W Laptop 50W 2x60W $ 20W 1& $ # & 2x15W 60W 8x18W 1& ($ # & 3x60W / 1500W / 1500W " 69: ' & &$ ;$ # $ & &$ $ 9 # $ ( 3500W () + & - -# & ($ # & # $ $ $ & # "$ 0 $ & # # 63

65 Οι inverter διακπίνονηαι ζε inverter ηποποποιημένος ημίηονος (modified sine-wave) και ζε inverter καθαπού ημίηονος (pure / true sine-wave) Έναρ μεηαηποπέαρ με ηποποποιημένο ημίηονο είναι θθηνόηεπορ από έναν με καθαπό ημίηονο και είναι καηάλληλορ για ηιρ πεπιζζόηεπερ ζςζκεςέρ Καηαναλώνει όμωρ έωρ και 20% πεπιζζόηεπη ενέπγεια από ηη μπαηαπία ζε ζσέζη με έναν μεηαηποπέα καθαπού ημίηονος Επίζηρ ζε ηηλεοπάζειρ και ησοζςζηήμαηα μέηπιαρ ποιόηηηαρ θα ακούγεηαι ένα ελαθπύ βοςηηό Από ηην άλλη μεπιά ηο μοναδικό μειονέκηημα πος έσοςν οι inverter καθαπού ημίηονος είναι η ηιμή ηοςρ αθού είναι ηπειρ έωρ ηέζζεπιρ θοπέρ ακπιβόηεποι από έναν ανηίζηοισο με ηποποποιημένο ημίηονο Αν έσοςμε εςαίζθηηερ ηλεκηπονικέρ ζςζκεςέρ καλό είναι να σπηζιμοποιούμε για αςηέρ inverter με καθαπό ημίηονο Μοντζλο Ισχφς εξόδου (25 ⁰C) Απόδοση Τιμή Xtender VA 94% 2895 Studer HPC VA 94% 2659 STUDER XTH VA 94% 3099 Phoenix Inverter VA 94% 2480 Μελεηώνηαρ ηον παπαπάνω πίνακα διαπιζηώνοςμε όηι ο Phoenix είναι η καλύηεπη επιλογή 2 ηεμάσια ηος μεηαηποπέα Phoenix 24/5000 θα σπηζιμοποιηθούν με ηα παπακάηω σαπακηηπιζηικά Σηοισειά ειζόδος Τάζη ειζόδος 24V (19-33V) Σηοισειά εξόδος Τάζη εξόδος 230V(AC) Ιζσύρ εξόδος 5000VA 25ºC(VA) Ιζσύρ εξόδος 4500W 25ºC(W) Ιζσύρ εξόδος 4000W 40ºC(W) Μεγίζηη ιζσύρ 10000W (W) Απόδοζη 94% 64

66 67: 43 Phoenix Inverter 24/ $% " $% : - $ $ inverter -( # MPP: " : 19V 242V 33V - # & # # & : 2$: V 30V 33V oc -' $ $ $ : Vmax inverter 33V 11 V 30V oc " 1 $ - $ $ $ # : 65

67 $ # 58 Υπολογισμός της έκτασης των φωτοβολταϊκών πανέλων $ $%& $ $ $%& $ $ $ # $ # & #$ / $% * $ < # $ ( $ #- $ & & $ $ $ $ # $ : 48!"! * $ $ # 38 &: 48!" 38! 10! $ #- $ $ $ ( $ & & $% & * 68: 44 ) # # $ & & $% - #- $ & $ ) $ & $ ( $ & & $% [12] 66

68 $ # # # () - #- ( () ( $%# ) - $ # & & : sin " ( mm #$ # 30 - $ & #- ( #- $ : sin # 1658m sin 30! 0829m * 57 : m 22383m # (# $ & $ $%& $ (# $ & $ $%& & : $ cos 0829m$ 1658m cos 30! 226m / 1658m 0834m : S 1658m 0834m 1383m $ : S S m 443m / : S S cos 443m cos30! 384m 2 2 $% # : 67

69 226m S S 384m 605m cos 1658m cos 30! $ # - $ & # & $%# 4 # $% 2 70m 59 Επιλογή βοηθητικής ηλεκτρικής παραγωγής *$ # & $ & &$ $ $ # + # ' # # ( $ # $% $ # # # & 3 # # & # $ #$ # &$ $ $ & $ # # ($ $ 35kW $ Honda EC400 #- # $ - $ $ * 69: 45 + EC kW 68

70 510 Μορθή θωηοβοληαϊκής εγκαηάζηαζης Με βάζε ηνπο παξαπάλσ ππνινγηζκνύο θαηαιήμακε όηη γηα ηελ ζπγθεθξηκέλε εγθαηάζηαζε ζα ρξεηαζηνύκε 32 θσηνβνιηατθά πιαίζηα νξγαλσκέλα ζε 5 νκάδεο Τα πιαίζηα ηεο θάζε νκάδαο ζα είλαη ζπλδεδεκέλα παξάιιεια θαη ζα ζπλδένληαη κε έλαλ ειεγθηή θόξηηζεο ν νπνίνο ζα θαηαιήγεη ζηνπο ζπζζσξεπηέο Οη ζπζζσξεπηέο απνηεινύληαη από 10 παξάιιεινπο θιάδνπο θαζέλαο από ηνπο νπνίνπο πεξηιακβάλεη 2 ζπζζσξεπηέο ζε ζεηξά Η ζπζηνηρία ησλ ζπζζσξεπηώλ ζπλδέεηαη κε 2 inverters ζηνπο νπνίνπο έρεη γίλεη ηζνθαηαλνκή ησλ ειεθηξηθώλ θαηαλαιώζεσλ ηεο θαηνηθίαο Σε πεξηπηώζεηο κεδεληθήο ειηνθάλεηαο κπνξεί λα ζπλδεζεί ζηνπο αληηζηξνθήο ε γελλήηξηα ληίδει 511 Οικονομικά ζηοιχειά μελέηης Έρνπκε επηιέμεη ηα θαιύηεξα πξντόληα ζε ζρέζε ηηκήο θαη απόδνζεο ώζηε λα θαιύπηνπλ πιήξσο ηηο αλάγθεο ηεο θαηνηθίαο Τν ζύζηεκα παξέρεη απηνλνκία 4 εκεξώλ ζπλέρεηα παξνρήο ξεύκαηνο αθόκα θαη ζε πεξίπησζε βιάβεο κεηαηξνπέα ή νπνηαδήπνηε βιάβε κε ηελ θάιπςε πνπ πξνζθέξεη ε γελλήηξηα θαζώο θαη πνιπεηέο εγγπήζεηο ηόζν ζε επίπεδν βιαβώλ όζν θαη πςειώλ απνδόζεσλ Ο παξαθάησ πηλάθαο δεκηνπξγήζεθε από ηα επηιεγκέλα πξντόληα καδί κε ην θόζηνο ηνπο Ποζόηηηα Τιμή μονάδας Σύνολο Γελλήηξηα EC Ρπζκηζηήο θόξηηζεο Xantrex C Μεηαηξνπέαο Phoenix 24/ Μπαηαξίεο Rolls T Φσηνβνιηατθά πιαίζηα UP-M180M Σύνολο Από ην ζύλνιν ιείπνπλ αθόκα ην θόζηνο ηεο εγθαηάζηαζεο θαζώο θαη ην θόζηνο κεηαθνξάο ηα νπνία είλαη κεηαβιεηά θαη δηαπξαγκαηεύζηκα Ωζηόζν κε έλαλ πξόρεηξν ππνινγηζκό δελ ζα έπξεπε λα μεπεξλάλε ην 5-10% ηνπ ζπλνιηθνύ θόζηνπο 69

71 κατοικίας! " " # $ " " $ " % " " & 70

72 " 71

73 Ζαχαρίας Θωμάς Ήπιες μορφές ενεργείας Ι Ηλεκτρονικά ισχφος εκδόσεις Τζιόλα Σφγχρονες εξελίξεις σε Φ/Β συστθματα Φωτοβολταϊκά Συστθματα ΙΦραγκιαδάκης εκδόσεις Ζθτη

74 1Φωτοβολταϊκη μετατροπή 2Φωτοβολταϊκο φαινόμενο 3Τεχνικό-οικονομική μελέτη φ/β 4Σχεδίαση φ/β πάρκου διασυνδεμένου με το δίκτιο 5Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας απο φ/β πάρκο 6Φωτοβολταϊκα συστήματα Μελέτη και σχεδιασμός φ/β συστήματος για τροφοδόσια απομακρυσμένου καταναλοτή ocument/karantanipdf 73