OMREŽNI FOTONAPETOSTNI SISTEMI

1. OMREŽNI FOTONAPETOSTNI SISTEMI Gašper Škarja Kon Tiki Solar d.o.o. Kamnik

2. Fotovoltaika Fotovoltaika je veda o pretvarjanju energije sončnega obsevanja neposredno v električno energijo s pomočjo sončnih celic. • PV sistemi so relativno drag način pridobivanja električne energije, vendar ima v primerjavi s konvencionalnimi načini kar nekaj prednosti: • ni stroškov transporta energije • ni emisije škodljivih snovi ali hrupa • stroški vzdrževanja so skoraj nični • enostavna razširljivost sistemov

3. negativna elektroda n-dopirani silicij pn-spoj p-dopirani silicij pozitivna elektroda Sončna celica Pretvorba svetlobne energije sončnega obsevanja v električno energijo Enosmerna izhodna napetost in električni tok. Električna moč je odvisna od jakosti sončnega obsevanja. IU karakteristika

4. Sončna celica Materiali za izdelavo sončnih celic • silicij • monokristalni • polikristalni • amorfni • CIS • GaAs • CdTe • organski materiali Uoc=0.6 do 0.85V

5. Fotonapetostni moduli Za višjo napetost, celice v modulu med seboj povežemo zaporedno v nize. • PV modul: • Sončne celice • Steklo • EVA • Plastična folija • Al – okvir • Priključna doza

6. Vrste fotonapetostnih sistemov Samostojni PV sistemi Omrežni PV sistemi direktni enosmerni izmenični hibridni

7. PV generator napetostni regulator porabnik Direktni samostojni PV sistem

8. polnilni regulator PV generator napetostni regulator DC breme akumulator Enosmerni samostojni PV sistem

9. polnilni regulator PV generator razsmernik hišno omrežje akumulator Izmenični samostojni PV sistemi

10. PV generator polnilni regulator napetostni regulator DC breme DC generator akumulator Hibridni PV sistemiEnosmerni

11. Hibridni PV sistemiIzmenični PV generator regulator Vetrni generator polnilnik akumulator razsmernik hišno omrežje polnilnik motorni generator

12. Hibridni PV sistemiIzmenični

13. Omrežni PV sistemi

14. hišno omrežje PV generator razsmernik energija poslana v omrežje poraba energije omrežje Omrežni PV sistemiSistemi, ki so priključeni na hišno omrežje

15. hišno omrežje PV generator razsmernik energija poslana v omrežje poraba energije omrežje Omrežni PV sistemiSistemi, ki so direktno priključeni na javno omrežje

16. PV generator razsmernik števec omrežje Sestavni deli omrežnih PV sistemov • PV generator • razsmernik • merilne naprave • zaščitni elementi

17. Sestavni deli omrežnih PV sistemovPV generator Fotonapetostni modul • proizvodnja električne energije iz svetlobne • enosmerna napetost in tok • standardne in posebne izvedbe Fotonapetostni generator

18. Sestavni deli omrežnih PV sistemovPV generator • Proizvodnja iz PV generatorja je odvisna predvsem od sončnega obsevanja. • Sončno obsevanje ni konstantno: • letni časi • dan / noč • vremenski pogoji Letna prozvodnja v kWh iz 1kWp PVS z idealno lego in naklonom (SLO – ca.1000 kWh)

19. Sestavni deli omrežnih PV sistemovPV generator - namestitev Vgradnja PV modulov v zgradbe Nad poševno streho Nad ravno streho V ravni strehi V poševno streho V fasado Senčila Pred fasado „Žagasta” streha • Zakaj fotovoltaika v zgradbah? • dvojna namembnost površin / zmanjšanje stroškov običajnih gradbenih elementov • na razpolago imamo veliko površin • možnost arhitektonsko zanimivega oblikovanja stavb • sodoben videz, “green image” • proizvodnja elektrike blizu uporabnikov • majhne izgube pri distribuciji

20. Sestavni deli omrežnih PV sistemovPV generator - namestitev Možnosti vgradnje – poševne strehe • Vgradnja na površino strehe • veliko tehničnih rešitev • enostavna vgradnja • dobra ventilacija • enostaven dostop do modulov • Vgradnja v streho • streha je v eni ravnini  elegantni izgled • prihranek stroškov (zamenjave drugih strešnih komponent) • strešniki

21. Sestavni deli omrežnih PV sistemovPV generator - namestitev Možnosti vgradnje – ravne strehe • enostavna orientacija-lega • dobro hlajenje • vgradnja z ogrodjem • s tal pogosto nevidni sistemi

22. Sestavni deli omrežnih PV sistemovPV generator • Navpične fasade • zanimiv videz fasade • več različnih načinov vgradnje: • točkovno vpetje z možnostjo nastavitve kota nagiba • strukturirana zasteklitev • Nagnjene fasade Možnosti vgradnje –fasade

23. Sestavni deli omrežnih PV sistemovPV generator Možnosti vgradnje – žagaste strehe

24. Tehnične zahteve velik izkoristek najti in ostati na MPP minimalne motnje na omrežje enostaven nadzor sistema Ekonomske zahteve nizka cena velika zanesljivost L N fotonapetostni generator razsmernik javno omrežje Sestavni deli omrežnih PV sistemovOmrežni razsmernik Pretvarja enosmerno napetost PV generatorja v izmenično in opravlja sinhronizacijo z omrežjem VDC

25. Sestavni deli omrežnih PV sistemovOmrežni razsmernik • PV sistemi z osrednjim razsmernikom • zaporedna / vzporednavezava PV generatorjev na DC strani

26. Sestavni deli omrežnih PV sistemovOmrežni razsmernik • PV sistemi z verižnimi razsmerniki • zaporedno/zaporedno povezane verige (nizi) modulov • vzporednavezava verig • električno neodvisni podsistemi generatorjev

27. Sestavni deli omrežnih PV sistemovOmrežni razsmernik • Izvedba “Master – Slave”

28. Sestavni deli omrežnih PV sistemovOmrežni razsmernik • Izvedba AC moduli • zaporedno/zaporedno povezane verige (nizi) modulov

29. Sestavni deli omrežnih PV sistemovOstali elementi • števec energije, ki jo pošiljamo v omrežje • varovalke • dvojna izolacija DC vodnikov • zaščita proti udaru strele • ozemljitev

30. Priključevanje na distribucijsko omrežje • PV elektrarne prikljapljamo na NN distribucijsko omrežje • Namen postopkov za pridobivanje dovoljenj je zagotoiti: • tehnično skladnost glede kakovosti energije • zaščito omrežja pred vplivi PV elektrarne • zaščito pred električnim udarom in drugimi nevarnostmi • točno merjenje oddane energije • Postopek in tehnične zahteve v Slovenijii še niso poenotene

31. Priključevanje na distribucijsko omrežje • Postopek: • Investitorjeva odločitev • Razpoložljiva površina, finančna sredstva, kalkulacija .. • Predhodno preverjanje • Idejni projekt (možnosti namestitve in priklopa), preverjanje omrežja, pridobivanje upravnih dovoljenj • Projektiranje • Vloga za soglasje za priklop, projektni pogoji, PZI • Soglasje za priključitev • Izda elektrodistribucijsko podjetje na podlagi projektne dokumentacije, upravnihdovoljenj

32. Priključevanje na distribucijsko omrežje • Postopek: • Pogodba o priključitvi • Izda elektrodistribucijsko podjetje na podlagi vloge s prilogami • Priklop • Priklop, preizkus, nastavitve zaščitnih naprav, inšpekcijski pregled • Uporabno dovoljenje • Upravni organ • Status kvalificiranega proizvajalca • MOP • Pogodba o oddaji električne energije • Investitor in elektrodistribucijsko podjetje

33. 110/220/380 kV 10/20 kV 0,4 kV Centralizirano omrežje danes Prednosti • stabilnost • enostaven nadzor Slabosti • visoki stroški • nizka fleksibilnost • avtorizacijske procedure Slika: Fraunhofer ISE, Freiburg, Nemčija; Solarpraxis AG, Berlin, Nemčija

34. 110/220/380 kV 10/20 kV 0,4 kV Možna razpršena struktura omrežja v prihodnosti Dodatne ugodnosti • manjše distribucijske izgube • razpršitev dodane vrednosti Izzivi • nadzor • komunikacija Slika: Fraunhofer ISE, Freiburg, Nemčija; Solarpraxis AG, Berlin, Nemčija

35. SLO Scena • Celotna instalirana moč PV modulov v Sloveniji v letu 2005je ocenjena na okoli 250 kWp. • Omrežni sistemi ca.120 kWp • Predvidena instalirana moč v 2006 150 – 200 kWp (predvsem omrežni sistemi) • Ovire za hitrejši razvoj: • zapleteni in neenotni postpoki ter tehnične zahteve • 1kWh = 89,67 SIT do 36 kWp

36. SLO Scena Do 2005: 1 – Ape 1 kWp 2 – Žirovnica 1.3 kWp 3 – FERI 5 kWp ..

37. SLO Scena - 2005 mFE Radovljica – Gorenjske Elektrarne 16.3 kWp

38. SLO Scena - 2005 mFE LEA Lesce 16.8 kWp

39. SLO Scena - 2005 mFE FlyCom 16.3 kWp

40. SLO Scena - 2005 mFE Gorica Elektro Primorska 12.1 kWp

41. SLO Scena - 2005 mFE Izola 1 Elektro Primorska 2.7 kWp

42. SLO Scena - 2005 mFE Ptuj 12 kWp

43. SLO Scena - 2005 mFE Jarše 1 36 kWp