Fotovoltaick é systémy A5M13VSO soubor předn áš ek

1. Fotovoltaické systémyA5M13VSOsoubor přednášek Prof. Ing. Vítězslav Benda, CSc. ČVUT v Praze, Fakulta elektrotechnická Katedra elektrotechnologie

2. Osnovy přednášek: 1.  Solární energie (spektra, vliv zeměpisné polohy a klimatu). 2.  Fotovoltaické články – základní struktura a parametry 3. Technologie PV článků a modulů z krystalického křemíku 4.  Technologie tenkovrstvých článků a modulů 5.  Fotovoltaické systémy pro výrobu elektrické energie. Autonomní systémy 6.  Fotovoltaické systémy připojené k elektrické síti 7.  Testování PV modulů 8.  Navrhování fotovoltaických elektráren. 9.  Fotovoltaické systémy na budovách 10.  Provozní podmínky fotovoltaických systémů 11.  Provozní spolehlivost fotovoltaických systémů. 12. Ekonomické aspekty fotovoltaiky 13. Vliv fotovoltaických systémů na rozvodnou síť 14. Současné trendy v oblasti fotovoltaiky.

3. Solární energie (spektra, vliv zeměpisné polohy a klimatu). A5M13FVS-1

9. Celosvětovou roční potřebu energie Slunce vyzáří na Zemi přibližně během tří hodin • Se slunečním zářením jsou spojeny • biomasa • pohyb vzduchu • koloběh vody

10. Předpokládaný vývoj spotřeby energie

11. Fotovoltaika – přímá přeměna energie slunečního záření na elektrickou energii Potenciál fotovoltaiky Při intenzitě dopadajícího záření až 1000 W/m2 může FV systém vyrobit za rok 60 – 260kWh/m2

13. 1000W/m2 1 – 6MWh/m2 Na povrch atmosféry dopadá záření o střední intenzitě 1367 W/m2 Na povrch atmosféry Země dopadá záření o výkonu přibližně 180 000 TW Rozptýlené (difúzní) záření Přímé záření (paprsky)

14. Záření vstupuje do atmosféry pod různým úhlem v závislosti na denní době a ročním období Koeficient atmosférické masy l

15. Energie slunečního záření dopadajícího na povrch Země r0= 1.496 × 108 km excentrita

16. 21 června Pohyb slunce po obloze 21 prosince

17. solární deklinace δ.

18. úhel mezi Sluncem a zenitem, θZS sluneční azimut, ψS, úhel mezi Sluncem a horizontem, γS zeměpisná šířka F východ slunce, ωS,

19. ω skutečný sluneční čas úhel γS jako funkce slunečního azimutu ψS.

21. Intenzita záření hustota výkonu dopadajícího na povrch (W/m2) Solární konstanta B0 = 1367 W/m2 přímé záření, paprsky světla, které nejsou ani odražené, ani rozptýlené - B difúzní záření, přichází z celé oblohy mimo sluneční kotouč- D odražené záření (albedo)je záření odražené od okolních předmětů - R celkové (globální) záření(přímé + difúzní + odražené).G = B + D + R

22. V případě jasné, bezmračné oblohy je možno vyjádřit intenzitu přímého dopadajícího záření pomocí koeficientu atmosférické masy AM =1/cos θZS= 1/sin γS V ideálně homogenní atmosféře je G  B = B0 0.7AM Přesnější vyjádření je

23. Intenzita záření je ovlivňována klimatickými podmínkami oblačnost, prašnost, mlha apod. Mesíční střední hodnota energie dopadajíci na povrch atmosféry za jeden den H0dm(0); energie dopadající na zemský povrch Hdm(0) Index průzračnostiKTm, (počítaný pro každý měsíc)

24. Při poklesu indexu průzračnosti roste podíl difúzního záření Podíl difúzního záření Index průzračnosti

25. Lokalita: okolí Prahy

27. Energie dopadající na zemský povrch za jeden rok (kWh/m2)

28. Energie dopadající na zemský povrch za jeden rok (kWh/m2)

29. Na území ČR Údaje jsou mnohaleté průměry stanovené na základě pozorování řady meteorologických stanic

30. Intenzita záření dopadajícího na FV modul Pro praktické aplikace je důležitá poloha Slunce vzhledem k rovině modulu Při sklonu o úhel b

31. Nejčastěji se získává celková intenzita záření jako součet intenzit přímého, difúzního a odraženého záření dopadající na plochu odkloněnou o úhel αod jihu a o úhel β od horizontální roviny G(β, α) = B(β, α) + D(β, α) + R(β, α) B(β, α) = B (0)cos θS přímé záření difúzní záření odražené záření ρ je odrazivost povrchu

32. Albedo může znatelně zvýšit intenzitu záření u ploch s velkým sklonem vůči horizontální rovině

33. Globální ozáření v průběhu roku v lokalitě v blízkosti Prahy pro různé sklony plochy kolektoru vůči horizontální rovině Výrazně se projevuje vliv vysokého podílu difúzního záření, který zvýhodňuje menší úhly sklonu

34. Vliv úhlu sklonu na celoroční průměrnou hodnotu ozáření Optimální sklon roviny modulu v jednotlivých měsících roku Případný vliv albeda je třeba určit místním šetřením

35. Lokalita: Praha

36. Informace o ozáření v jednotlivých lokalitách je možno nalézt na http://sunbird.jrc.it/pvgis/apps/pvest.php