Εργαστήριο ήπιων μορφών ενέργειας

Transcript

1 Εργαστήριο ήπιων μορφών ενέργειας Ενότητα: Υπολογισμός βαθμού απόδοσης φωτοβολαταϊκού συλλέκτη Τσαουσανίδης Νίκος Τμήμα ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ & ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΟΥ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΥ

2 Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς. Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο TEI Δυτικής Μακεδονίας και στην Ανώτατη Εκκλησιαστική Ακαδημία Θεσσαλονίκης» έχει χρηματοδοτήσει μόνο τη αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους. 2

3 Περιεχόμενα 1. Σκοποί ενότητας Περιεχόμενα ενότητας ΜΕΤΡΗΣΗ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΕΠΙΠΕΔΟΥ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΟΥ ΣΥΛΛΕΚΤΗ Περιγραφή εγκατάστασης Χαρακτηριστικά μονάδας Μετρήσεις Καταγραφές Στοιχεία που πρέπει να βρεθούν: Παράρτημα... 6 Περιεχόμενα Σχημάτων Σχήμα 1:Σκίτσο εγκατάστασης ηλιακού συλλέκτη εργαστηρίου Περιεχόμενα Πινάκων Πίνακας 1: Μετρήσεις-Καταγραφές Πίνακας 2: Χαρακτηριστικά μέτρησης και καταγραφής

4 1. Σκοποί ενότητας Προσδιορισμός ενεργειακής απόδοσης φωτοβολταϊκού συλλέκτη. 2. Περιεχόμενα ενότητας Προσδιορισμός ενεργειακής απόδοσης φωτοβολταϊκού συλλέκτη. 3. ΜΕΤΡΗΣΗ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΕΠΙΠΕΔΟΥ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΟΥ ΣΥΛΛΕΚΤΗ 3.1 Περιγραφή εγκατάστασης Η μονάδα αποτελείται από τρία μέρη: το φωτοβολταϊκό συλλέκτη, μία συσκευή μέτρησης συγκεκριμένων μεγεθών για τον προσδιορισμό των χαρακτηριστικών καμπυλών του συλλέκτη και μία συσκευή χρήσης για την επίδειξη της παραγόμενης ηλεκτρικής ενέργειας. Ο συλλέκτης αποτελείται από 20 ημικύκλια κυψελών πυριτίου (Si), συνδεδεμένων εν σειρά. Σαν προστασία των κυψελών υπάρχει μία πλάκα πολυεστερικής ρητίνης, ανθεκτική σε συνθήκες περιβάλλοντος. Ο συλλέκτης είναι προσαρμοσμένος σε ένα τρίποδα έτσι ώστε να περιστρέφεται όπως θέλουμε. Αποτέλεσμα είναι να επιτυγχάνομε την κλίση και τον προσανατολισμό που θέλουμε κάθε φορά όρια κλίσης (0 ο έως 90 ο ). Η συσκευή μέτρησης αποτελείται από ένα βολτόμετρο με κλίμακα 0 έως 30 V και ένα αμπερόμετρο με κλίμακες 0 έως 50 ma, 0 έως 250 ma και 0 έως 500 ma. Επειδή χρειάζεται μία μεταβλητή αντίσταση για την εκπόνηση των χαρακτηριστικών καμπυλών, του συλλέκτη, Σχήμα 1:Σκίτσο εγκατάστασης ηλιακού συλλέκτη εργαστηρίου. Πηγή: Διδάσκων (2015). 4

5 υπάρχει μία ενσωματωμένη μεταβαλλόμενη αντίσταση εντός του οργάνου. Η μεταβολή της αντίστασης αυτής (εσωτερικό φορτίο) επιτυγχάνεται με δύο περιστρεφόμενους επιλογείς. Ο ένας μεταβάλλει κλιμακωτά την τιμή της αντίστασης ανάμεσα σε 5 τιμές ενώ ο δεύτερος πετυχαίνει συνεχή μεταβολή. Υπάρχει στη συσκευή διακόπτης επιλογής που επιτρέπει την αποσύνδεση του εσωτερικού φορτίου, για να μετρήσουμε την τάση ανοικτού κυκλώματος ή για να συνδέσουμε ένα εξωτερικό φορτίο (στην περίπτωσή μας μικρός κινητήρας συνεχούς ρεύματος, τάσης λειτουργίας 12 V. 3.2 Χαρακτηριστικά μονάδας Για ηλιακή ακτινοβολία 1000 W/m2 και θερμοκρασία περιβάλλοντος 25οC (3οC) ο συλλέκτης αποδίδει: Μέγιστη ισχύς 5.2 W. Τάση στη μέγιστη ισχύ 16.5 V. Τάση λειτουργίας 14 V. Ενταση στην τάση λειτουργίας 0.32 A. Τάση ανοικτού κυκλώματος 22 V. Αποθηκευτική ικανότητα 9.5 Ah/εβδομάδα ή 135 Wh/εβδομάδα. 3.3 Μετρήσεις Καταγραφές Πίνακας 1: Μετρήσεις-Καταγραφές. Πηγή: Διδάσκων (2015). Τόπος μέτρησης Ημερομηνία μέτρησης ΚΟΖΑΝΗ 5

6 Τόπος μέτρησης ΚΟΖΑΝΗ Γεωγραφικό πλάτος τόπου μέτρησης 40 ο 18 Θερμοκρασία περιβάλλοντος Πίνακας 2: Χαρακτηριστικά μέτρησης και καταγραφής. Πηγή: Διδάσκων (2015). 3.4 Στοιχεία που πρέπει να βρεθούν: Με βάση τα στοιχεία που έχετε εκτιμείστε την παραγόμενη ανά περίπτωση ισχύ και τον αντίστοιχο βαθμό απόδοσης Δείξτε τις μεταβολές της παραγόμενης ισχύος με παραμέτρους μία φορά την εσωτερική αντίσταση και μία φορά την κλίση. Σχολιάστε τα αποτελέσματα Δείξτε τις μεταβολές του βαθμού απόδοσης με παραμέτρους μία φορά την εσωτερική αντίσταση και μία φορά την κλίση. Σχολιάστε τα αποτελέσματα. 4. Παράρτημα Σημείωμα Αναφοράς. Copyright ΤΕΙ Δυτικής Μακεδονίας, Ταουσανίδης Νίκος. «Εργαστήριο ήπιων μορφών ενέργειας». Έκδοση: 1.0. Γρεβενά Διαθέσιμο από τη δικτυακή διεύθυνση: URL. Σημείωμα Αδειοδότησης. Το παρόν υλικό διατίθεται με τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Αναφορά, Μη Εμπορική Χρήση Παρόμοια Διανομή 4.0 [1] ή μεταγενέστερη, Διεθνής Έκδοση. Εξαιρούνται τα αυτοτελή έργα τρίτων π.χ. φωτογραφίες, διαγράμματα κ.λ.π., τα οποία εμπεριέχονται σε αυτό και τα οποία αναφέρονται μαζί με τους όρους χρήσης τους στο «Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων». [1] Ως Μη Εμπορική ορίζεται η χρήση: που δεν περιλαμβάνει άμεσο ή έμμεσο οικονομικό όφελος από την χρήση του έργου, για το διανομέα του έργου και αδειοδόχο. που δεν περιλαμβάνει οικονομική συναλλαγή ως προϋπόθεση για τη χρήση ή πρόσβαση στο έργο. που δεν προσπορίζει στο διανομέα του έργου και αδειοδόχο έμμεσο οικονομικό όφελος (π.χ. διαφημίσεις) από την προβολή του έργου σε διαδικτυακό τόπο. 6

7 Ο δικαιούχος μπορεί να παρέχει στον αδειοδόχο ξεχωριστή άδεια να χρησιμοποιεί το έργο για εμπορική χρήση, εφόσον αυτό του ζητηθεί. Διατήρηση Σημειωμάτων. Οποιαδήποτε αναπαραγωγή ή διασκευή του υλικού θα πρέπει να συμπεριλαμβάνει: το Σημείωμα Αναφοράς. το Σημείωμα Αδειοδότησης. τη δήλωση Διατήρησης Σημειωμάτων. το Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων (εφόσον υπάρχει). μαζί με τους συνοδευόμενους υπερσυνδέσμους. 7