Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας (Α.Π.Ε.)

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας (Α.Π.Ε.) Ενότητα 2: Φωτοβολταϊκά Σπύρος Τσιώλης Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών ΤΕ

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. 2

Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα» 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. 3

Σκοποί Ενότητας Ο στόχος της 2ης Ενότητας είναι να κατανοήσει ο φοιτητής τα βασικά χαρακτηριστικά που διέπουν το Φωτοβολταϊκό φαινόμενο, τις τεχνολογίες φωτοβολταϊκών γεννητριών και τα φωτοβολταϊκά συστήματα αυτόνομα διασυνδεδεμένα. 4

Περιεχόμενα Ενότητας Φωτοβολταϊκά Αγωγοί Ημιαγωγοί Μονωτές Φωτοβολταϊκό Φαινόμενο Τεχνολογίες Φωτοβολταϊκών Φωτοβολταϊκό Πλαίσιο Κατηγορίες Φωτοβολταϊκών Συστημάτων: Διασυνδεδεμένα Αυτόνομα Υβριδικά 5

Φωτοβολταϊκά - 1 Αγωγοί Ημιαγωγοί Μονωτές Δομή ατόμου χαλκού 6

Φωτοβολταϊκά - 2 Αγωγοί Ημιαγωγοί Μονωτές Δομή ατόμου πυριτίου 7

Φωτοβολταϊκά - 3 Ημιαγωγοί Δομή ατόμου πυριτίου, ομοιοπολικός δεσμός 8

Φωτοβολταϊκά - 4 Ημιαγωγοί Δομή ατόμου πυριτίου Παραγωγή ελεύθερων ηλεκτρονίων με θερμική ενέργεια, επανασύνδεση 9

Φωτοβολταϊκά - 5 Ημιαγωγοί - Προσμίξεις Με πεντασθενές άτομο (δότη). Με τρισθενές άτομο (αρσενικό, αντιμόνιο, φώσφορος), (αργίλιο, βόριο, γάλλιο) 10

Φωτοβολταϊκά - 6 Ημιαγωγοί Δομή κρυστάλλου του πυριτίου με προσμίξεις 11

Φωτοβολταϊκά - 7 Δίοδος Επαφής 12

Φωτοβολταϊκά - 8 Φωτοβολταϊκό Φαινόμενο 13

Φωτοβολταϊκά - 9 Φωτοβολταϊκό Φαινόμενο 14

Φωτοβολταϊκά - 10 Φωτοβολταϊκό Στοιχείο: Ισοδύναμο Κύκλωμα: 15

Φωτοβολταϊκά - 11 Φωτοβολταϊκό Στοιχείο: Ισοδύναμο κύκλωμα 16

Φωτοβολταϊκά - 12 Φωτοβολταϊκό Στοιχείο: I-V Χαρακτηριστική: Σκοτάδι Φως 17

Φωτοβολταϊκά - 13 Φωτοβολταϊκό Στοιχείο: I-V Χαρακτηριστική: 18

Φωτοβολταϊκά - 14 Φωτοβολταϊκό Στοιχείο: I-V Χαρακτηριστική: Όπου: I L : το ρεύμα που προκαλεί η ηλιακή ακτινοβολία Ι ο : το ανάστροφο ρεύμα της διόδου q : το φορτίο του ηλεκτρονίου 1,6*10-19 C V : η τάση n : σταθερά = 1 K : σταθερά Boltzmann = 1,38*10-23 JK -1 T : Απόλυτη θερμοκρασία σε Κ 19

Φωτοβολταϊκά - 15 Φωτοβολταϊκό Στοιχείο: I-V Χαρακτηριστική: 20

Φωτοβολταϊκά 16α Φωτοβολταϊκό Στοιχείο: I-V Χαρακτηριστική: 21

Φωτοβολταϊκά 16β Φωτοβολταϊκό Στοιχείο: Επίδραση της Θερμοκρασίας: 22

Φωτοβολταϊκά - 17 Φωτοβολταϊκό Στοιχείο: Βαθμός Απόδοσης: η = P P m HA = I m V P HA m 23

Φωτοβολταϊκά - 18 Φωτοβολταϊκό Στοιχείο: Εξέλιξη Βαθμού Απόδοσης 24

Φωτοβολταϊκά - 19 Τεχνολογίες Φωτοβολταϊκών Στοιχεία Πυριτίου: Μονοκρυσταλλικό (c-si) Πολυκρυσταλλικό (m-si) Λεπτού υμένα (Thin film) Άμορφο (a-si) Άλλα Υλικά: Αρσενικούχο γάλλιο (GaAs) Δισεληνοϊνδιούχος χαλκός (CuInSe 2 ) Θειούχος χαλκός θειούχο κάδμιο (Cu 2 S/CdS) 25

Φωτοβολταϊκά - 20 Τεχνολογίες Φωτοβολταϊκών Στοιχείων: Μονοκρυσταλλικό Πολυκρυσταλλικό Άμορφο 26

Φωτοβολταϊκά - 21 Για διαφορετικά είδη φωτοβολταϊκών στοιχείων Τεχνικά Χαρακτηριστικά Τεχνολογίες Φωτοβολταϊκών: Μονο- Κρυσταλλικό Πολυ- Κρυσταλλικό Άμορφο Απόδοση [%] 13-16 12-14 6-8 Μέση ετήσια παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας στην Ελλάδα για σύστημα με νότιο προσανατολισμό και κατάλληλη κλίση [kwh/kwp] 1300 1300 1300-1400 [kwh/m 2 ] 160-185 130-160 65-140 Απαιτούμενη επιφάνεια [m 2 ] 7-8 8-10 10-20 Ετήσια μείωση εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα [kgc02/kwp] 1300 1300 1300-1400 27

Φωτοβολταϊκά - 22 Κατασκευαστικές Λεπτομέρειες: 28

Φωτοβολταϊκά - 23 Κατασκευαστικές Λεπτομέρειες: 29

Φωτοβολταϊκά - 24 Στοιχείο Πλαίσιο Συστοιχία (Σύστημα) 30

Φωτοβολταϊκά - 25 Φωτοβολταϊκό Πλαίσιο: 31

Φωτοβολταϊκά - 26 Φωτοβολταϊκό Πλαίσιο: Μονοκρυσταλλικό Πολυκρυσταλλικό 32

Φωτοβολταϊκά - 27 Σύνδεση Φωτοβολταϊκών Πλαισίων: 33

Φωτοβολταϊκά - 28 Φωτοβολταϊκή συστοιχία ή Φ/Β σύστημα ή Φ/Β πάρκο: 34

Φωτοβολταϊκά - 29 Φωτοβολταϊκή συστοιχία ή Φ/Β σύστημα ή Φ/Β πάρκο: 35

Φωτοβολταϊκά - 30 Φ/Β Πλαίσιο: 36

Φωτοβολταϊκά - 34 Φ/Β Πλαίσιο: Φωτοβολταϊκές Γεννήτριες Ηλεκτρικά χαρακτηριστικά σε πρότυπες συνθήκες δοκιμών Ονομαστική ισχύς (P max ) 220 W 210 W Τάση στο σημείο μέγιστης ισχύος (V mpp ) 29,2 V 28,8 V Ρεύμα στο σημείο μέγιστης ισχύος (I mpp ) 7,54 A 7,30 A Τάση ανοικτού κυκλώματος (V oc ) 36,5 V 36,4 V Ρεύμα βραχυκύκλωσης (I sc ) 8,20A 8,03 A Θερμοκρασιακός συντελεστής (av oc ) -0,357 %/ o C -0,357 %/ o C Θερμοκρασιακός συντελεστής (ai sc ) 0,053 %/ o C 0,053 %/ o C Θερμοκρασιακός συντελεστής (ap max ) -0,485 %/ o C -0,485 %/ o C Βαθμός απόδοσης (η m ) 13,4 % 12,8 % Διαστάσεις Φ/Β γεννήτριας (Μ*Π*Υ) 1652Χ994Χ46 mm Πρότυπες συνθήκες δοκιμών: 1000 W/m 2, 25 o C, AM1,5 40

Φωτοβολταϊκά - 35 Φ/Β Πλαίσιο Επίδραση της θερμοκρασίας: Παράδειγμα: Να υπολογιστούν: U oc, I sc και P mpp για θερμοκρασία 55 o C και για ακτινοβολία 1000 και 600 W/m 2 Λύση: Για 1000 W/m 2. Uoc,55 = U oc,25 (1 + θ a U ) = 35,54 (1 + (55 25) ( 0, 0033)) = 32, 02 V Isc,55 = I sc,25 (1 + θ a I) = 8,11 (1 + (55 25) (0, 00059)) = 8, 25 A Pmpp,55 = P mpp,25 (1 + θ a p) = 215 (1 + (55 25) ( 0, 0044)) = 186, 6 W 41

Φωτοβολταϊκά - 36 Φ/Β Πλαίσιο Επίδραση της θερμοκρασίας: Παράδειγμα: Να υπολογιστούν: U oc, I sc και P mpp για θερμοκρασία 55 o C και για ακτινοβολία 1000 W/m 2 και το Isc για 600 W/m 2 Λύση: Για 600 W/m 2. I = 0, 6 I (1+ θ a ) sc,600,55 sc,25 I I = 0, 6 8,11 (1 + (55 25) (0, 00059)) = 4,95 A sc,600,55 P 0, 6 P (1+ θ a ) mpp,600,55 mpp,25 p P 0,6 215 (1 + (55 25) ( 0,0044)) = 112,0 W mpp,600,55 U oc,600,55 =?? 42

Φωτοβολταϊκά - 37 Κατηγορίες Φωτοβολταϊκών Συστημάτων: Διασυνδεδεμένα Αυτόνομα Υβριδικά 43

Φωτοβολταϊκά - 38 Κατηγορίες Φωτοβολταϊκών Συστημάτων: Διασυνδεδεμένα 44

Φωτοβολταϊκά - 39 Κατηγορίες Φωτοβολταϊκών Συστημάτων: Διασυνδεδεμένα 45

Φωτοβολταϊκά - 40 Κατηγορίες Φωτοβολταϊκών Συστημάτων: Αυτόνομα 46

Φωτοβολταϊκά - 41 Κατηγορίες Φωτοβολταϊκών Συστημάτων: Αυτόνομα 47

Φωτοβολταϊκά - 42 Κατηγορίες Φωτοβολταϊκών Συστημάτων: Υβριδικό (Αυτόνομο) 48

Φωτοβολταϊκά - 43 Κατηγορίες Φωτοβολταϊκών Συστημάτων: Υβριδικό (και με διασύνδεση στο δίκτυο) 49

Φωτοβολταϊκά - 44 Διασυνδεδεμένα - Φωτοβολταϊκές Γεννήτριες: Διάταξη Προσανατολισμός Σταθερή γωνία Παρακολούθηση ηλίου Αποστάσεις Σκίαση Επιφάνεια Ισχύς αιχμής Κατασκευαστικές λεπτομέρειες 50

Φωτοβολταϊκά - 45 Διασυνδεδεμένα - Φωτοβολταϊκές Γεννήτριες: Σταθερή γωνία: Προσανατολισμός Νότιος Κλίση (Βέλτιστη κλίση 28-32 μοίρες) 51

Φωτοβολταϊκά - 46 Διασυνδεδεμένα - Φωτοβολταϊκές Γεννήτριες: Σταθερή Γωνία: Αποστάσεις 52

Φωτοβολταϊκά - 47 Η καμπύλη του λόγου α/u για γεωγραφικό πλάτος 30 μοίρες, α/u=1,8 53

Φωτοβολταϊκά - 48 Για γεωγραφικό πλάτος 37 μοίρες: 54

Φωτοβολταϊκά - 49 Καμπύλη απόστασης ε σε σχέση με την κλίση των συστοιχιών, για συστοιχίες με ύψος 1m και μηδενική κλίση εδάφους. 55

Φωτοβολταϊκά - 50 Προσέγγιση Αποστάσεων: 56

Φωτοβολταϊκά - 51 Σταθερή Κλίση Χωροθέτηση: 57

Φωτοβολταϊκά - 52 Σταθερή Κλίση Όψεις: 58

Φωτοβολταϊκά - 53 Διατάξεις παρακολούθησης της θέσης του ηλίου: 59

Φωτοβολταϊκά - 56 Διατάξεις παρακολούθησης της θέσης του ηλίου (ενός άξονα): 62

Φωτοβολταϊκά - 59 Διασυνδεδεμένα Inverters: Λειτουργίες Μετατροπή σε εναλλασσόμενο Περιορισμό των ανώτερων αρμονικών Αποφυγή νησίδας Βέλτιστο σημείο λειτουργίας Παρακολούθηση τάσης, ρεύματος, συχνότητας κτλ Μέτρηση ηλεκτρικών μεγεθών Επικοινωνία 65

Φωτοβολταϊκά - 60 Διασυνδεδεμένα Inverters: Τοπολογίες Μονοφασικός Τριφασικός 66

Φωτοβολταϊκά - 61 Διασυνδεδεμένα Inverters: Αποφυγή δημιουργίας νησίδας Μέτρηση σε τακτά χρονικά διαστήματα της σύνθετης αντίστασης του δικτύου 67

Φωτοβολταϊκά - 62 Διασυνδεδεμένα Inverters: Ανίχνευση του βέλτιστου σημείου λειτουργίας 68

Φωτοβολταϊκά - 63 Διασυνδεδεμένα Inverters: Ανίχνευση του βέλτιστου σημείου λειτουργίας 69

Φωτοβολταϊκά - 64 Διασυνδεδεμένα Inverters: Ανίχνευση του βέλτιστου σημείου λειτουργίας: Μία διαταραχή ρεύματος εισάγεται περιοδικά στην φωτοβολταϊκή πηγή ενώ μετρούνται η δυναμική αντίσταση αυτής Zd και η στατική αντίσταση Zs. Η τάση λειτουργίας αυξάνεται ή μειώνεται μέχρι να ικανοποιηθεί η εξίσωση του σημείου μέγιστης ισχύος, δηλαδή: Ζd = Ζs Σύμφωνα με μια δεύτερη μέθοδο ελέγχου, η τάση αυξάνεται όσο ισχύει η συνθήκη: dp/ dv > 0 που συνεπάγεται και ταυτόχρονη αύξηση της ισχύος. Σε αντίθετη περίπτωση η τάση μειώνεται, ενώ όταν ο ρυθμός μεταβολής είναι πολύ κοντά στο μηδέν η τάσησταθεροποιείται. 70

Φωτοβολταϊκά 65α Αυτόνομα Φ/Β Συστήματα: 71

Φωτοβολταϊκά 65β Αυτόνομα Φ/Β Συστήματα: Φ/Β γεννήτριες Ρυθμιστής φόρτισης συσσωρευτών Συσσωρευτές Inverter 72

Φωτοβολταϊκά - 66 Αυτόνομα Φ/Β Συστήματα: Ρυθμιστής φόρτισης συσσωρευτών Προστασία των συσσωρευτών από υπερφόρτιση και βαθειά εκφόρτιση: 73

Φωτοβολταϊκά - 67 Αυτόνομα Φ/Β Συστήματα: Συσσωρευτές: Στοιχεία των 2V Αριθμός κύκλων Βάθος εκφόρτισης Διάρκεια ζωής (Θερμοκρασία - Αριθμός κύκλων) 74

Φωτοβολταϊκά - 68 Κατηγορίες Φωτοβολταϊκών Συστημάτων: Υβριδικά Φορτιστή ς Συστοιχία Συσσωρευτών Μετατροπέας Ισχύος DC/AC = ~ Φορτία AC Φ/Β Γεννήτριες Ανορθωτής Φορτία DC G Γεννήτρια Πετρελαίου ~ = 75

Φωτοβολταϊκά - 69 Συσσωρευτές: Διάρκεια ζωής (Θερμοκρασία) 76

Φωτοβολταϊκά - 70 Συσσωρευτές: Διάρκεια ζωής (Βάθος εκφόρτισης -Αριθμός κύκλων) 77

Φωτοβολταϊκά - 71 Υβριδικά Φ/Β Συστήματα: 78

Φωτοβολταϊκά - 72 Υβριδικά Φ/Β Συστήματα: 79

Φωτοβολταϊκά - 73 Υβριδικά Φ/Β Συστήματα: 500 kw 80

Φωτοβολταϊκά - 74 Φ/Β Συστήματα: 40 MW 81

Φωτοβολταϊκά - 75 Φ/Β Συστήματα: 2000 kw 82

Φωτοβολταϊκά - 76 Φ/Β Συστήματα: 2000 kw 83

Φωτοβολταϊκά - 77 Παράδειγμα: Διαστασιολόγηση Φ/Β Συστήματος Περιλαμβάνει: Διαστασιολόγηση όλων των διατάξεων του συστήματος Τον υπολογισμό της ετήσιας παραγόμενης ενέργειας Το κόστος αγοράς και εγκατάστασης Το κόστος συντήρησης Οικονομική αξιολόγηση Συγκριτική αξιολόγηση με άλλες πηγές 84

Φωτοβολταϊκά - 78 Διασυνδεδεμένο Φ/Β Σύστημα: Προκαταρτικά Διαθέσιμο οικόπεδο - Εκτίμηση της ισχύος Κεφάλαιο - Εκτίμηση του κόστους (Εγκατάσταση, δίκτυο, άλλα) Περιβαλλοντικά (Νατούρα, αρχαιολογία, άλλα) 85

Φωτοβολταϊκά - 79 Διασυνδεδεμένο Φ/Β Σύστημα: Μελέτη: Επιλογή συστήματος, υπολογισμός παραγωγής Λογισμικά: PVSYST RETscreen Εταιριών κατασκευής 86

Φωτοβολταϊκά - 80 Αυτόνομο Φ/Β Σύστημα: 87

Φωτοβολταϊκά - 81 Αυτόνομο Φ/Β Σύστημα: Ισχύς Φ/Β Διάταξης 88

Φωτοβολταϊκά - 82 Αυτόνομο Φ/Β Σύστημα - Παράδειγμα Μελέτης- Παραδοχές: 1. Η εξοχική κατοικία κατοικείται σε όλη τη διάρκεια του έτους 2. Καταναλώσεις (μόνο εναλλασσομένου ρεύματος) 89

Φωτοβολταϊκά - 83 Αυτόνομο Φ/Β Σύστημα - Παράδειγμα Μελέτης- Παραδοχές: Συσκευή Ισχύς [kw] Χρόνος Λειτουργίας [h] Κατανάλωση/Ημέρα [kwh] Φωτισμός 0,2 4,0 0,8 Ψυγείο 0,3 9,0 2,7 Τηλεόραση 0,2 4,0 0,8 Ηλεκτρική σκούπα 0,6 0,5 0,3 Πλυντήριο ρούχων 2,0 0,35 0,7 Διάφορα 0,5 0,5 0,25 ΣΥΝΟΛΟ 3,8 5,55 90

Φωτοβολταϊκά - 84 Αυτόνομο Φ/Β Σύστημα - Παράδειγμα Μελέτης Παραδοχές: Μήνας Προσπίπτουσα Ακτινοβολία [kwh] 3. Εγκατάσταση: Οι Φ/Β γεννήτριες θα έχουν νότιο προσανατολισμό και γωνία κλίσης 30 ο ως προς το οριζόντιο επίπεδο και χωρίς σκιάσεις 4. Ηλιοφάνεια του τόπου εγκατάστασης: Για γωνία κλίσης 30 ο ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΣ 53 ΦΕΒΡΟΥΑΡΙΟΣ 69 ΜΑΡΤΙΟΣ 108 ΑΠΡΙΛΙΟΣ 152 ΜΑΪΟΣ 194 ΙΟΥΝΙΟΣ 204 ΙΟΥΛΙΟΣ 219 ΑΥΓΟΥΣΤΟΣ 201 ΣΕΠΤΕΜΒΡΙΟΣ 152 ΟΚΤΩΒΡΙΟΣ 107 ΝΟΕΜΒΡΙΟΣ 70 ΔΕΚΕΜΒΡΙΟΣ 54 91

Φωτοβολταϊκά - 85 Αυτόνομο Φ/Β Σύστημα - Παράδειγμα Μελέτης- Παραδοχές: 5. Ημερήσια κατανάλωση ενέργειας [kwh]: Ε Η συνολική ημερήσια κατανάλωση ενέργειας Ε1 Η άμεση τροφοδοσία της κατανάλωσης σε ποσοστό 40% Ε2 Η έμμεση (μέσω συσσωρευτών) τροφοδοσία της κατανάλωσης σε ποσοστό 60% 6. Αποδόσεις: η1 = 0,13 Ο βαθμός απόδοσης των Φ/Β γεννητριών η2 = 0,96 Ο βαθμός απόδοσης του ελεγκτή φόρτισης η3 = 0,90 Ο βαθμός απόδοσης των συσσωρευτών κατά τη φόρτιση η4 = 0,90 Ο βαθμός των συσσωρευτών κατά τη εκφόρτιση η5 = 0,94 Ο βαθμός απόδοσης inverter 92

Φωτοβολταϊκά - 86 Αυτόνομο Φ/Β Σύστημα - Παράδειγμα Μελέτης- Παραδοχές: 7. Η Τάση του Συστήματος: 24 V στoυς συσσωρευτές 220 V, 50 Hz στην κατανάλωση 8. Φωτοβολταϊκές Γεννήτριες: Απόδοση 13% Επιφάνεια πλαισίου 0,5 m2 Τάση 17 V και Ρεύμα 3,7 Α Ονομαστική ισχύς 63 Wp 93

Φωτοβολταϊκά - 87 Αυτόνομο Φ/Β Σύστημα - Παράδειγμα Μελέτης- Παραδοχές: 7. Συσσωρευτές: Στοιχεία των 2 V Βάθος εκφόρτισης 60% Αυτονομία: 3 ημέρες Διαστασιολόγηση: Με βάση τις παραπάνω παραδοχές θα υπολογισθεί: Ο αριθμός των Φ/Β πλαισίων που απαιτούνται Ο αριθμός και τo μέγεθος των συσσωρευτών και θα επιλεγούν ο ή οι ελεγκτές φόρτισης και ο inverter 94

Φωτοβολταϊκά - 88 Αυτόνομο Φ/Β Σύστημα - Παράδειγμα Μελέτης Υπολογισμοί: Η συνολική ημερήσια κατανάλωση είναι Ε = 5,55 kwh Η ενέργεια που άμεσα τροφοδοτεί τις καταναλώσεις είναι: Ε1 = Ε*0,4 = 5,55*0,4 = 2,22 kwh Η ενέργεια που έμμεσα τροφοδοτεί τις καταναλώσεις είναι: Ε2 = Ε*0,6 = 5,55*0,6 = 3,33 kwh 95

Φωτοβολταϊκά - 89 Αυτόνομο Φ/Β Σύστημα - Παράδειγμα Μελέτης Υπολογισμοί: Η συνολική απαιτούμενη προσπίπτουσα ενέργεια στην επιφάνεια των συλλεκτών: ' ' E = E1 + E ' 2 ' E1 2,22 E1 = = = 18, 92kWh η η η 0,13 0,96 0,94 1 2 4 ' E2 3,33 E2 = = = 35, 04 kwh 2 2 η η η η 0,13 0,96 0,90 0,94 1 2 3 4 ' ' ' E = E + E = 18,92 + 35,04 = 53, 96 kwh 1 2 96

Φωτοβολταϊκά - 90 Αυτόνομο Φ/Β Σύστημα - Παράδειγμα Μελέτης Υπολογισμοί: Στο Μήνα Δεκέμβριο η μέση ημερήσια προσπίπτουσα ενέργεια ανά μονάδα επιφάνειας είναι: 53 = 1,71kWh 31 Και αντίστοιχα η συνολική επιφάνεια των Φ/Β γεννητριών 53,96 1,71 = 31,55m Με Φ/Β γεννήτριες εμβαδού 0,5 m 2 θα χρειαστούν πλαίσια 2 31,55 0,5 = 63 97

Φωτοβολταϊκά - 91 Αυτόνομο Φ/Β Σύστημα - Παράδειγμα Μελέτης Υπολογισμοί: Συσσωρευτές: Για αυτονομία 3 ημερών και βάθος εκφόρτισης 60% η χωρητικότητα των συσσωρευτών είναι: 3 E 0,6 η η 3 5 = 3 5,55 0,6 0,9 0,94 = 32,80kWh ή για τάση 24 V: 32800 24 = 1367Ah ( Αµπερόρια) 98

Φωτοβολταϊκά - 92 Αυτόνομο Φ/Β Σύστημα - Παράδειγμα Μελέτης Υπολογισμοί: Συσσωρευτές: Θα μπορούσαμε να χρησιμοποιήσουμε ενδεικτικά Μία συστοιχία με 12 στοιχεία των 2 V σε σειρά (24 V) και με χωρητικότητα κάθε στοιχείου 1400 Ah Δύο συστοιχίες συνδεδεμένες παράλληλα με 12 στοιχεία των 2 V σε σειρά (24 V) η κάθε μία και με χωρητικότητα κάθε στοιχείου 700 Ah Τέσσερες συστοιχίες συνδεδεμένες παράλληλα με 12 στοιχεία των 2 V σε σειρά (24 V) η κάθε μία και με χωρητικότητα κάθε στοιχείου 350 Ah 99

Φωτοβολταϊκά - 93 Αυτόνομο Φ/Β Σύστημα - Παράδειγμα Μελέτης Υπολογισμοί: Συνδεσμολογία Φ/Β Γεννητριών: Συνδέονται παράλληλα 32 κλάδοι με δύο Φ/Β γεννήτριες σε σειρά, Με αυτή τη συνδεσμολογία επιτυγχάνεται κατάλληλη τάση για τη φόρτιση των συσσωρευτών (> 24 V) και ρεύμα 32*4 = 128 Α, Εναλλακτικά μπορούμε να χωρίσουμε το σύστημα σε δύο ή τέσσερα υποσυστήματα με 16 και 8 κλάδους αντίστοιχα και με ανάλογη μείωση του ρεύματος που αποδίδεται από κάθε υποσύστημα (δύο υποσυστήματα 64 Α, τέσσερα υποσυστήματα 32 Α) 100

Φωτοβολταϊκά - 94 Αυτόνομο Φ/Β Σύστημα - Παράδειγμα Μελέτης Υπολογισμοί: Ελεγκτής Φόρτισης: Επιλέγουμε 1 ή 2 ή 4 ελεγκτές με αντίστοιχο ονομαστικό ρεύμα σύμφωνα με την επιλογή της συνδεσμολογίας των Φ/Β γεννητριών Inverter: Επιλέγουμε inverter με ονομαστική ισχύ 4kW η οποία καλύπτει την συνολική εγκατεστημένη ισχύ της κατοικίας, με τάση 220 V κα συχνότητα 50 Hz 101

Τέλος Ενότητας