Szukaj na tym blogu

niedziela, 29 stycznia 2012

Ustawa o OZE – czy wesprze fotowoltaikę

Nowa ustawa o odnawialnych źródłach energii budzi wiele kontrowersji głównie z uwagi na zróżnicowanie wsparcia dla poszczególnych OZE. Ciekawą nowością w projektowanej ustawie jest wprowadzenie pojęcia mikroinstalacji o specjalnych preferencjach. Wytwarzanie energii elektrycznej za pomocą mikroinstalacji i wprowadzenie jej do sieci nie będzie wymagała koncesji, lecz będzie regulowana ustawą o swobodzie działalności gospodarczej i będzie wymagać jedynie wpisu do tzw. „wpisu wytwórców energii w mikrogeneracji” prowadzonego przez URE. Na jeszcze dalej idące ułatwienia będą mogły liczyć osoby które produkowaną energię w domowej instalacji w 70% będą wykorzystywać na potrzeby własne. W tym przypadku nie będzie wymagane prowadzenie nawet działalności gospodarczej a do zakupu 30% energii będzie zobowiązany lokalny zakład energetyczny. Jest to niewątpliwe ułatwienie dla osób fizycznych, którzy na swoich dachach będą chcieli mieć małą instalację fotowoltaiczną lub wiatrową podłączoną do sieci energetycznej. Dodatkowym ułatwieniem jest fakt, że za przyłączenie do sieci mikroinstalacji nie planuje się pobierania opłat.

Należy zaznaczyć, że ustawa precyzyjnie definiuje, mikroinstalację jako instalację wykorzystującą odnawialne źródło energii o zainstalowanej mocy elektrycznej do 40 kW i mocy cieplnej do 70 kW. Dla energii pozyskiwanej z biogazu wartości te są wyższe i dla produkcji energii elektrycznej wynoszą 100 kW dla energii cieplnej 130 kW.

Przedsiębiorstwa energetyczne w dalszym ciągu będą zobowiązane do zakupu energii elektrycznej z mikrogeneracji. Zapis ten został pozostawiony z prawa energetycznego z tą różnicą, że duże instalacje nie mogą już liczyć na obligatoryjny preferencyjny zakup wytworzonej energii. Określono także sposób rozliczania ilości wytworzonej energii. Ilość energii wytworzonej w mikroinstalacji ustala się, jako różnicę między ilością energii wytworzonej w mikroinstalacji a ilością energii dostarczonej przez operatora. Jest to dobry zapis gdyż zmusza posiadacza do zużycia przynajmniej części energii w miejscu wytworzenia. Z uwagi na wsparcie bardziej korzystna byłaby sprzedaż całej energii do sieci i jej odkup po niższej stawce jak ma to miejsce w krajach gdzie obowiązuje feed In tarif. Należy dodać, że układ pomiarowy instalowany będzie na koszt zakładu energetycznego. Z kolei inwestor będzie musiał pokryć ocenę wpływu instalacji na sieć, jeżeli będzie podłączał się do linii powyżej 1 kV.

Wysokość wsparcia dla mikro instalacji
Zakup energii elektrycznej z mikroinstalacji OZE prowadzonej przez przedsiębiorcę, który znajduje się w rejestrze URE będzie dokonywany przez zakład energetyczny po cenie wyższej niż 70% średniej ceny sprzedaży energii elektrycznej w poprzednim roku kalendarzowym. Dodatkowo przedsiębiorca będzie otrzymywał zielony certyfikat, którego wartość będzie korygowana współczynnikiem ustalanym przez ministra gospodarki powiększonym o 0,5. Zgodnie z obecną propozycją dla mikroinstalacji fotowoltaicznej współczynnik wynosiłby 2,5 dla mikroinstalacji wiatrowej 1,8. Zielone certyfikaty nadal będą sprzedawane na giełdzie towarowej i tu projekt ustawy daje ciekawą propozycję dla osób, które chcą mieć mikroinstalację bez prowadzenia działalności gospodarczej. Taki wytwórca będzie mógł sprzedać 30% wytworzonej energii zakładowi energetycznemu po cenie liczonej, jako iloczyn ceny energii elektrycznej wyższej niż 70% średniej ceny sprzedaży energii elektrycznej w poprzednim roku kalendarzowym oraz przysługującego współczynnika korekcyjnego. W mojej ocenie może być to bardzo dobre rozwiązanie dla osób pragnących zainwestować w OZE we własnym domu, gdyż zdejmuje z nich skomplikowaną procedurę rozliczania energii i sprzedaży certyfikatów. Kluczową kwestią jest okres obrachunkowy, w jakim będzie wyliczane to 30% wytworzonej energii. Najbardziej korzystne dla instalacji fotowoltaicznych byłoby rozliczenie roczne z uwagi na dużą sezonową zmianę produkowanej energii.
Ile może zyskać na mikroinstalacji OZE

Domowa mikro instalacja fotowoltaiczna 3,5 kW
Zużycie własne kWh
Sprzedaż kWh
Firmowa mikro instalacja Fotowoltaiczna 35 kW
Zużycie własne kWh
Sprzedaż kWh
Roczna produkcja energii 3 000 kWh
2 100
900
Roczna produkcja 30 000 kWh
2000
28 000
Cena za kWh
0,6
(0,7 * 0,195 * 2,5) = 0,34
Cena kWh
0,6
(0,7*0,195) + 0,275* 2,5) = 0,136 + 0,687 = 0,82
Przychód roczny
1260
306

1200
22960
Suma rocznego przychodu
1566

24160
Średnia wyprodukowanej wartość energii
0,52

0,8


W symulacji założono cenę energii dla odbiorcy indywidualnego na poziomie 0,6 zł/kWh cenę zielonego certyfikatu 275 zł/MWh cenę sprzedaży energii elektrycznej 195 zł/MWh.

Jak widać daleko idące uproszczenia dla domowych instalacji obarczone są znaczącą redukcją ceny, po której energia będzie odkupowana przez zakład energetyczny. Osoby fizyczne będą zasadniczo sprzedawać energię poniżej kosztów jej zakupu. Z tego względu znacznie bardziej będzie opłacalne wykorzystywanie energii na potrzeby własne a przewymiarowywanie instalacji z zamysłem odsprzedaży energii nie będzie zasadne. Choć cena energii może nie zachęcać do masowej instalacji fotowoltaiki w domach to sama możliwość bez kosztowego podłączenia do sieci jest dużym udogodnieniem, gdyż pozwala wyeliminować z instalacji kosztowne akumulatory. Znacznie ciekawiej cenowo wygląda sprawa w przypadku mikroinstalacji znajdującej się w posiadaniu przedsiębiorcy. W takim przypadku poziom cenowy oscylujący wokół 0,8 zł/kWh może wielu małych przedsiębiorców przekonać do inwestycji w fotowoltaikę.
Certyfikowany instalator
Nowa ustawa o OZE budzi wiele kontrowersji w sprawie certyfikacji instalatorów mikrioinstalacji. Choć od samej certyfikacji nie da się uciec jej wdrożenia wymaga dyrektywa UE to jednak forma i sposób budzi wiele kontrowersji. Aby móc sprzedać energię do sieci a nawet posiadać pompę ciepła czy kolektory słoneczne instalacja będzie musiała być zainstalowana przez certyfikowanego instalatora, który posiada odpowiednie kwalifikacje potwierdzone certyfikatem. Patrząc na liczbę błędów popełnianych w instalacjach OZE założenie jest słuszne. Moje kontrowersje wzbudzają inne zapisy. Kandydat na instalatora będzie musiał posiadać minimum trzy letnie doświadczenie zawodowe do tego ukończyć kurs i zdać egzamin. Wymogi te są stworzone ewidentnie, aby blokować i ograniczyć dostęp do zawodu a na to zgody być nie może. Aby być kierownikiem budowy wystarczy mniejsze doświadczenie niż w przypadku instalatora prostych i małych instalacji. W mojej ocenie jedynym kryterium otrzymania certyfikatu instalatora powinien być zdany egzamin praktyczny i teoretyczny. Niema przecież znaczenia, w jaki sposób kandydat zdobył wiedzę i umiejętności?

To dopiero projekt ustawy, który obecnie przechodzi konsultacje społeczne czas pokaże, jakie zapisy znajdą się w finalnej wersji.

niedziela, 22 stycznia 2012

Dioda bypass w panelach fotowoltaicznych

Dioda bypass czy używając polskiego określenia dioda bocznikująca jest ważnym elementem każdego panelu fotowoltaicznego. Diodę bypass wlutowuje się równolegle w łańcuch ogniw fotowoltaicznych a jej polaryzacja jest przeciwna do ogniw. W normalnych warunkach pracy ogniwa fotowoltaiczne spolaryzowane są w kierunku przewodzenia natomiast dioda bypass spolaryzowana jest w kierunku zaporowym. Gdy panele fotowoltaiczne są oświetlone prąd przepływa jak na rysunku: 
Przepływ prądu przez panele fotowoltaiczne w przypadku normalnego oświetlenia
 W przypadku, gdy wystąpi zacienienie ogniw w panelu fotowoltaicznym i łańcuchu ogniw fotowoltaicznych pojawi się prąd w kierunku zaporowym dioda bocznikująca polaryzuje się w kierunku przewodzenia i umożliwia przepływ prądu z niezacienionych paneli fotowoltaicznych. Prąd przepływa jak na rysunku:
Przepływ prądu przez panele fotowoltaiczne w przypadku zacienienia środkowego panelu.
Diody bocznikujące – diody bypass montowane są zazwyczaj w puszce przyłączeniowej z tyłu panelu fotowoltaicznego taka lokalizacja ułatwia ich wymianę w przypadku uszkodzenia. 

Zdjęcie diody bypass w puszcze przyłączeniowej baterii słonecznej


Skutki montażu diód bypass w panelach fotowoltaicznych. 
Diody bocznikujące są niezbędnym elementem panelu fotowoltaicznego gdyż chronią instalację przed skutkami zacienienia. W przypadku podłączenia kilku paneli fotowoltaicznych w szeregu celem zwiększenia napięcia prąd płynący w obwodzie będzie równy prądowi najsłabszego elementu układu. W przypadku zacieniania jednego z paneli fotowoltaicznych moc układu radykalnie spadnie. Przed taką utratą mocy w całej instalacji chronią diody bypass, wyłączając z łańcucha zacieniony panel, przez co redukują straty w całej instalacji oraz redukują ryzyko uszkodzenia zacienionego ogniwa. (przez zacienione ogniwo przepływa prąd w kierunku przeciwnym powodując znaczące przegrzanie ogniwa). Należy pamiętać, że konsekwencją stosowania diód bocznikujących jest także brak możliwości ładowania akumulatora bezpośrednio panelem fotowoltaicznym gdyż w przypadku zacienienia dioda bypass spowodowałaby zwarcie na akumulatorze. Oczywiście ładowanie akumulatora bezpośrednio baterią słoneczną nie jest wskazane nawet w przypadku braku diody bypass w panelu fotowoltaicznym z uwagi na niedostosowanie prądu i napięcia ładowania.


Inne wpisy z fotowoltaiki: 


niedziela, 15 stycznia 2012

Panel fotowoltaiczny - punkt mocy maksymalnej i rzeczywista moc?

Czytelnik bloga zadał mi ostatnio ciekawe pytanie, na które odpowiedź może zainteresować szersze grono fascynatów fotowoltaiki. Pytanie dotyczyło mocy maksymalnej uzyskiwanej z baterii słonecznej w systemie 12V. Czytelnika zastanawiało, dlaczego nawet w pełni słoneczny dzień panel fotowoltaiczny o mocy 200[W] w systemie z akumulatorem 12 V nie osiągał nawet połowy mocy podawanej przez producenta?
Aby odpowiedzieć na to pytanie należy spojrzeć na charakterystykę prądowo napięciową baterii słonecznej.

Panel fotowoltaiczny - charakterystyka prądowo napięciowa z zaznaczonymi punktami pracy
Na osi poziomej many napięcie w woltach na osi pionowej natężenie prądu w amperach. Mnożąc napięcie razy natężenie uzyskujemy moc baterii słonecznej, która zależy nie tylko od warunków słonecznych, lecz także od sposobu obciążenia. Moc panelu fotowoltaicznego znajdująca się na tabliczce znamionowej podawana jest przez producenta w punkcie mocy maksymalnej, czyli w miejscu, w którym iloczyn napięcia i natężenia prądu (UxI) jest największy. Stąd też na module fotowoltaicznym możemy znaleźć oznaczenia VMPP (Voltage at Maximum) napięcie w punkcie mocy maksymalnej oraz IMPP (Current at Maximum Power) natężenie prądu w punkcie mocy maksymalnej. Kupując panel fotowoltaiczny, którego VMPP napięcie w punkcie mocy maksymalnej wynosi np. 30V i podłączymy go do systemu 24V, w którym akumulatory ładowanie są napięciem ok. 26V przesuwamy się w lewo na charakterystyce prądowo napięciowej a nasz iloraz UxI jest niższy od maksymalnego (czerwona kropka). Jeszcze większe straty będzie miał system 12V w przypadku, którego iloraz UxI będzie ponad dwukrotnie mniejszy od optymalnego.
Panel fotowoltaiczny - charakterystyka prądowo napięciowa oraz krzywa mocy

Powyższy rysunek charakterystyki prądowo napięciowej wraz z linią mocy modułu fotowoltaicznego wyraźnie pokazuje, że każde znaczące (ponad 1-3V) odejście od napięcia w punkcie mocy maksymalnej zarówno w lewo jak i prawo powoduje znaczny spadek mocy maksymalnej baterii słonecznej.

Panel fotowoltaiczny - charakterystyka prądowo napięciowa CIGS
Cienkowarstwowe baterie słoneczne np. CIGS CdTe czy amorficzne zazwyczaj posiadają bardzo wysokie napięcia w punkcie mocy maksymalnej z tego też powodu w systemach 12 i 24V będą odznaczać się największymi stratami.

Rozwiązanie problemu
Najprostszym rozwiązaniem problemu jest zastosowanie regulatora ładowania wykorzystującego technikę MPPT (Maksimum Power Point Tracking). Tego typu regulator wyposażony jest w przetwornicę DC/DC oraz algorytm śledzenia punktu maksymalnej mocy. W efekcie niezależnie od napięcia ładowania regulator zapewnia odpowiednie dopasowanie energetyczne modułu fotowoltaicznego wymuszając pracę baterii słonecznej z optymalnym napięciem i natężeniem prądu oraz zamieniając go na odpowiednie napięcie ładowania. Zastosowanie regulatora MPPT jest proste i zapewnia wysoką wydajność niestety regulatory tego typu są drogie i zasadność ich wykorzystania pojawia się w przypadku większych instalacji ponad 1 - 2 kW.
W przypadku wyspowych mikroinstalacji fotowoltaicznych rozwiązaniem jest dopasowanie napięcia panelu fotowoltaicznego do napięcia systemu. Należy pamiętać, że VMPP, czyli napięcie w punkcie mocy maksymalnej zmienia się w niewielkim zakresie w szerokim spektrum warunków słonecznych (znacząco zmienia się natężenie prądu). Dobierając panel fotowoltaiczny o napięciu VMPP nieznacznie wyższym od napięcia systemu sprawimy, że strata mocy będzie niewielka.

Moc maksymalna oraz stopień wykorzystania mocy maksymalnej dla wybranych baterii słonecznych w systemach 12 i 24V

Panel fotowoltaiczny Q cell G2 235-245, Natężenie promieniowania słonecznego 1000W/m2
Napięcie [V] Natężenie [A] Moc
Maksymalna
[W]
Stopień
wykorzystania
mocy maksymalnej
Punkt pracy optymalnej 28,34
7,74
219,4 100%
Punkt pracy system 24 V 26 8 208 95%
Punkt pracy system 12 V 13 8,18 106,3 48%

Panel fotowoltaiczny Suntech 195. Natężenie promieniowania słonecznego 1000W/m2
Punkt pracy optymalnej 36,4 5,36 195 100%
Punkt pracy system 24 V 26 5,5 143 73%
Punkt pracy system 12 V 13 5,6 72,8 37%
Panel fotowoltaiczny cienkowarstwowy CIGS firmy Qcell UF 75. Natężenie promieniowania słonecznego 1000W/m2
Punkt pracy optymalnej 53 1,4 74 100%
Punkt pracy system 24 V 26 1,7 44,2 60%
Punkt pracy system 12 V
13 1,7 22,1 30%
Napięcie [V] Natężenie [A] Moc
Maksymalna
[W]
Stopień wykorzystania mocy

Dobierając odpowiednie moduły fotowoltaiczne i napięcie systemu można uzyskać wysoki współczynnik wykorzystania mocy rzędu 95-97%. Spośród dostępnych paneli fotowoltaicznych znacznie łatwiej dopasować VMPP (Napięcie w punkcie mocy maksymalnej) do systemu 24V niż do 12V. W przypadku niskonapięciowych systemów prądu stałego najgorzej spisują się panele cienkowarstwowe, które często pracują na napięciach w punkcie mocy maksymalnej powyżej 50V dlatego w systemach 12/24V bez regulatora MPPT charakteryzują się bardzo wysokimi stratami.


REKLAMA


poniedziałek, 9 stycznia 2012

Akcyza na węgiel powinna być wyższa i powszechna.


W nowym roku wiele zamieszania wprowadziła akcyza na węgiel i nie ulega wątpliwości, że przepisy, które ją regulują są bublem prawnym nie oznacza to jednak, że obłożenie podatkiem akcyzowym węgla nie jest zasadne!

Dlaczego od węgla powinna być płacona akcyza?

W mojej ocenie w przypadku węgla podatek akcyzowy powinien pełnić rolę opłaty ekologicznej, która rekompensuje społeczeństwu zanieczyszczenie środowiska a dokładnie powietrza, jakie powstaje w wyniku spalania węgla. O prawie do czystego powietrza pisałem wcześniej. W cywilizowanym społeczeństwie, za jakie się uznajemy oczywiste i powszechnie akceptowane jest odpłatne składowanie śmieci, oczyszczanie ścieków, recykling niebezpiecznych przedmiotów. W takim układzie także emisja zanieczyszczeń do atmosfery powstała w wyniku spalania paliw kopalnych powinna być ograniczona lub rekompensowana odpłatnością, która przeznaczana byłaby na walkę ze skutkami powstałych szkód.

Kogo powinna dotyczyć akcyza?

Z uwagi na prostotę podatku akcyzowego powinien on dotyczyć możliwie wszystkich w jednakowej wysokości. W mojej ocenie kuriozalne jest zwolnienie z akcyzy na węgiel bardzo szerokiego spektrum odbiorców między innymi gospodarstw domowych, które w największym stopniu przyczyniają się to niskiej emisji, która stanowi powszechny i duży ekologiczny problem praktycznie w każdym nieście w Polsce. Preferencyjna stawka podatku akcyzowego w przypadku węgla mogłaby być stosowana dla dużych elektrowni i ciepłowni, które w sposób znaczący ograniczyły swoją emisję stosując np. filtry i bardzo efektywny sposób spalania.

Ile powinna wynosić stawka akcyzy?

Stawka podatku akcyzowego powinna być ustalona na podstawie emisji zanieczyszczeń przeliczonych na wartość pieniężną. Podatek naliczony w ramach akcyzy powinien rekompensować społeczne i środowiskowe straty emisji zanieczyszczeń do atmosfery. Takie obliczenia powinny być dostosowane do warunków polskich jednak nawet pobieżne obliczenia w oparciu o metodę ExternE wskazują, że wartość opłaty powinna być znacznie wyższa niż obecne stawki akcyzy. Zakładając, że tona węgla stanowi energetyczną równowartość 7 000 kWh a kocioł posiada sprawność 75% w wyniku spalenia do atmosfery zostanie wyemitowane 2720 kg CO2, 19 kg S02, 4,7 kg NOx oraz 2,4 kg pyłów.

Zanieczy-
szczenie
Wartość
Jednostka
Koszt
społeczne i
środowiskowe
wg ExternE
Jednostka
Wartość
kosztów
społecznych i
środowiskowych
CO2
2719
kg/tona węgla
0,08
zł/kg
217,52
SO2
18,87
kg/tona węgla
18,056
zł/kg
340,7709
Nox
4,76
kg/tona węgla
8,34
zł/kg
39,70674
pyly
2,4
kg/tona węgla
42,188
zł/kg
100,4074
Suma kosztów
698,4051
Korzystając z uproszczonej metodologii ExternE suma kosztów społecznych i środowiskowych spalenia tony węgla to prawie 700 zł. które ponosi społeczeństwo rekompensując i naprawiając powstałe szkody w środowisku.

Ktoś może zapytać jakież to szkody może wywołać jedna tona węgla, że jest to wyceniane na tak dużą kwotę? W przypadku zanieczyszczeń atmosfery, choć mówi się o kosztach społecznych i środowiskowych głównie chodzi o olbrzymie koszty medyczne, jakie powoduje zanieczyszczone powietrze. Są to oczywiście choroby dróg oddechowych, alergia, lecz także poważniejsze schorzenia jak nowotwory i choroby krążenia. Największe żniwa w historii smog powstały ze spalania węgla zebrał w 1956 roku w Londynie gdzie doprowadził do bezpośredniej śmierci 12 000 osób i choroby dziesiątek tysięcy osób. Wydarzenia te odbiły trwałe piętno w brytyjskim społeczeństwie i obecnie na wyspach brytyjskich nie do pomyślenia jest spalanie węgla w miastach.

Gdzie powinny iść pieniądze z akcyzy na węgiel?

Środki z akcyzy powinny być kierowane na dwa cele pierwszy to finansowanie skutków a z uwagi, że głównymi skutkami są problemy zdrowotne społeczeństwa akcyza powinna zasilić NFZ czy instytucję spełniające ten cel. Część środków powinna być także przeznaczana na zmianę systemów grzewczych i redukcję emisji. W tym celu część akcyzy powinien otrzymywać NFOŚiGW, który z otrzymanych środków realizowałby program ograniczenia niskiej emisji wspierając niskoemisyjne systemy grzewcze.

środa, 4 stycznia 2012

Książka Małe Instalacje Fotowoltaiczne

Książka małe instalacje fotowoltaiczne


Książka autora bloga w sprzedaży od 26.lutego.2013. Publikacja będzie skierowana do każdego kto zamierza zainwestować w instalację fotowoltaiczną jak i rozpocząć dystrybucję bądź montaż. W książce zostaną poruszone tematy wyboru i doboru poszczególnych elementów instalacji jak i główne problemy inwestycyjne i instalacyjne.  W publikacji każdy inwestor pozna strukturę kosztów instalacji PV. Dowie się na jakie aspekty zwrócić szczególną uwagę przy wyborze komponentów oraz czego dopilnować podczas montażu. Każdy instalator znajdzie w publikacji przegląd technologii fotowoltaicznych wraz z opisem ich zalet oraz wad. Dowie się także na jakie problemy wykonawcze może natrafić.

Spis treści:

1. WYBÓR PANELI FOTOWOLTAICZNYCH (BATERII SŁONECZNYCH)
1.1 Rodzaje i generacje ogniw fotowoltaicznych
1.2 Słów kilka o sprawności
1.3 Znaczenie praktyczne sprawności
1.4 STC, NOCT – Warunki, w jakich badane są baterie słoneczne
i jaka praktyczna wiedza z nich wynika
1.5 Charakterystyka prądowo napięciowa i najważniejsze parametry
baterii słonecznej
1.6 Spadek mocy i napięcia wraz ze wzrostem temperatury
1.7 Dodatnia tolerancja i jej znaczenie przy wyborze baterii słonecznych
1.8 Roczna utrata mocy
1.9 Efektywność przy niskim natężeniu promieniowania słonecznego
1.10 Gorący punkt (hot spot)
1.11 Korozja warstwy TCO – poważny problem niektórych baterii
II generacji
1.12 Certyfikaty i Normy
1.13 Dwustronne baterie słoneczne – kiedy warto je stosować
1.14 Jak poznać panele wykonane z wysokiej i niskiej jakości ogniw
2. DOBÓR INSTALACJI
2.1 Wybór typu instalacji
2.2 Dobór mocy paneli
2.3 Dobór inwertera (przetwornicy)
2.3.1 Podział inwerterów
2.3.2 Rodzaj baterii słonecznych w kontekście wyboru inwertera
2.3.3 Dopasowanie generatora PV do inwertera
2.3.4 Liczba MPP trakerów
2.3.5 Sprawność
2.3.6 Analiza karty katalogowej
2.3.7 Mikroinwertery w instalacji
2.3.8 Wymagania operatora względem inwerterów
3. ASPEKTY WYKONANIA INSTALACJI
3.1 Przykład doboru instalacji
3.2 Diody bocznikujące i uwzględnienie cienia w procesie
projektowania instalacji
3.3 Degradacja napięciem indukowanym PID
3.4 Prąd upływu
3.5 Instalacja odgromowa
3.6 Myć czy nie myć
3.7 Pochylenie i kierunek instalacji fotowoltaicznej
3.7.1 System nadążny
3.7.2 Odstępy między rzędami
3.8 Unikamy pętli
3.9 Zwarcie doziemne generatora PV
3.10 Przewody w instalacji PV
3.11 Mocowanie i montaż modułów i inwerterów
3.12 Patrzymy instalatorowi na ręce
4. EKONOMIKA INSTALACJI FOTOWOLTAICZNYCH
4.1 Produkcja energii elektrycznej z instalacji fotowoltaicznej
4.2 Składowe kosztów instalacji fotowoltaicznej
4.3 Koszty eksploatacji i opodatkowanie przychodów
z instalacji fotowoltaicznej
4.4 Analiza ekonomiczna dla mikroinstalacji fotowoltaicznej

Zakup książki 

Instalacje fotowoltaiczne
Wybrane strony z książki

wtorek, 3 stycznia 2012

Nasłonecznienie w zimie

Wiele osób interesujących się energetyką słoneczną zapewne zadaje sobie to pytanie. Czy można w zimie efektywnie pozyskiwać energię słoneczną za pomocą baterii słonecznych czy kolektorów? Patrząc na dane meteorologiczne ilość energii słonecznej w zimie jest bardzo mała a natężenie promieniowania słonecznego rzadko przekracza 300 W/m2 i to w słoneczny dzień. Należy jednak zaznaczyć, że pomiary te dotyczą powierzchni horyzontalnej. Ilość energii, jaka dociera do ziemi jest stała jednak w zależności od kąta padania promieni słonecznych ta sama ilość energii pada na większy bądź mniejszy obszar. Największe nasłonecznienie będzie występować, gdy promienie słoneczne będą padać pod kątem prostym do powierzchni ziemi. Im kąt padania będzie większy tym nasłonecznienie w przeliczeniu na powierzchnię horyzontalną będzie mniejsze.
Zależność gęstości promieniowania słonecznego od kąta padania promieni słonecznych

Z uwagi że w polskiej szerokości geograficznej słońce w zimie znajduje się bardzo nisko nad horyzontem. Nawet w słoneczny dzień natężenie promieniowania słonecznego a co za tym idzie nasłonecznienie na powierzchnię horyzontalną jest niskie.
 Pomiar nasłonecznienia w zimie (23 grudnia) na powierzchnię horyzontalną w słoneczny bezchmurny dzień wynik ok 314 W/m2

Zwiększając kąt płaszczyzny na którą padają promienie słoneczne w kierunku południowym znacząco zwiększamy gęstość promieniowania słonecznego i nasłonecznienie.

 Pomiar nasłonecznienia w zimie  (23 grudnia) na powierzchnię pochyloną pod kątem 30-45 stopni wynik ok 579 W/m2

Optymalnym kątem pochylenia płaszczyzny w zimie jest kąt zbliżony do 90 stopni gdyż w takim przypadku promienie słoneczne padają na płaszczyznę pod kątem najbardziej zbliżonym do kąta prostego a dodatkowo do płaszczyzny dociera sporo promieniowania odbitego.

 Pomiar nasłonecznienia w zimie (23 grudnia) na powierzchnię pochyloną pod kątem 90 stopni wynik ok 873 W/m2

Jak pokazały pomiary przy natężeniu promieniowania słonecznego rzędu 300 W/m2 na powierzchnię horyzontalną pochylając czujnik pod kątem prostym gęstość promieniowania wzrosła do 870 W/m2, czyli do wartości typowej dla polskiego lata. Największa uzyskana wartość natężenia promieniowania słonecznego na przełomie grudnia i stycznia przekraczała 950 W/m2

Choć liczba słonecznych dni w zimie nie jest duża a dni są krótkie możliwe jest jednak efektywne pozyskiwanie energii słonecznej warunkiem jest odpowiednie ustawienie kolektorów czy baterii słonecznych.