1 / 47

ФОТОНАПОНСКА КОНВЕРЗИЈА

ФОТОНАПОНСКА КОНВЕРЗИЈА. Жељко Ђуришић 2011. Sunce – centralni izvor energije. Starost oko 5 milijardi godina Preostali vijek oko 5 milijardi goidna Masa 2 10 30 kg Sredwa gustina 1409 kgm 3

senta
Download Presentation

ФОТОНАПОНСКА КОНВЕРЗИЈА

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. ФОТОНАПОНСКА КОНВЕРЗИЈА Жељко Ђуришић 2011.

  2. Sunce – centralni izvor energije • Starost oko 5 milijardi godina • Preostali vijek oko 5 milijardi goidna • Masa 21030kg • Sredwa gustina 1409 kgm3 • Temperatura na povr{ini 5497 0C • Temperatura u jezgru oko 1070C • Pritisak u jezgru oko 1015 Pa

  3. Bilans konverzije solarne energije na Zemqi 30% Reflektuje se nazad u svemir Ukupna dozra~ena snaga solarnog zra~ewa na povr{ini Zemqine atmosfere 1,731014 kW (100%) 0.2% Vjetar i talasi 47% Zagrijavawe Zemqe 23% Isparavawe vode 0.02% Fotosinteya

  4. Величине којима се описује соларно зрачење Ирадијација (соларна озраченост) – представља снагу сунчевог зрачења по јединици површине.Изражава се у [kWm2]. Инсолација – преставља количину соларне енергије апсорбовану на одређеној Површини у току одређеног времена. Изражава се у[kWhm2].

  5. Промена ирадијације на површини земљине атмосфере у току године

  6. Spektar Sun~evog zra~ewa van atmosfere Fluks Sun~eve energije van Zemqine atmosfere koji pada na jedinicu povr{ine normalnu na upadni snop zra~ewa predstavqa solarnu konstantu koja iznosi PSmax =1367 W/m2, {to je povr{inska snaga Sun~evog zra~ewa van Zemqine atmosfere.

  7. Сунчево зрачење на површини Земље

  8. Spektar sun~evog zra~ewa na povr{ini Zemqe Spektar Sun~eve svetlosti sastoji se od 7% ultraqubi~astog zra~ewa, 47% vidqive svetlosti i 46% infracrvenog zra~ewa

  9. Утицај дебљине ваздушне масе на интензитет сунчевог зрачења на Земљи • Ваздушна маса (АМ) зависи од: • доба дана • доба године • географске ширине и дужине локације

  10. Површинска снага сунчевог зрачења и средња енергија фотона за карактеристичне случајеве Energija svakog fotona zavisi od wegove frekvencije f, : h=6,62410-34Js gde je c=3108 m/s, a  talasna du`ina. Frekvencija fotona je: Еnergija jednog fotona [m] ,1 eV=1,60210-19J .

  11. Сунчево зрачење које пада на соларну ћелију 1. рефлектовано од Земље; 2. директно; 3. дифузно;

  12. Путања сунца у односу на фотонапонски панел

  13. Proračun difuzione komponente iradijacije na površini panela PV Panel

  14. 100% 100% 85% 30% шума снег 15% 70% 100% 100% 26% 5% трава вода 74% 95% Апсорпција и рефлексија сунчевог зрачења на земљи на различитим површинама

  15. Iradijacija na površini PV panela za prosečan dan Wdirpv=4,27 kWh/m2dan;Wdifpv=1,83 kWh/m2dan;Wrefpv=0,11 kWh/m2dan

  16. Принцип фотонапоснке конверзије

  17. Ekvivalentno kolo i I-U kriva solarne }elije I0 (A)- inverzna struja zasi}ewa, q =1,610-19 (C)- koli~ina elektriciteta jednog elektrona, U (V)- napon na krajevima diode, k=1,37910-23 (Ws/K) - Bolcmanova konstanta, i T (K)- apsolutna temperatura.

  18. I-U karakteristika solarne }elije sa ta~kom maksimalne snage Napon i struja koji odgovaraju maksimalnoj snaziPMaxnazivaju se maksimalan napon imaksimalna struja u ta~ki maksimalne snage i ozna~avaju se saUMPi IMPrespektivno. FP = 0.75-0.8 Фaktor popuwenosti (FP):

  19. Efikasnost (stepen iskori{}ewa) solarne }elije Efikasnost  (stepen iskori{}ewa) solarne }elije defini{e se kao odnos snagePMax, koju proizvodi }elija u ta~ki maksimalne snage pri standardnim uslovima ispitivawa, i snage upadnog zra~ewa Standardni uslovi ispitivawa podle`u me|unarodnom standardu i definisani su za iradijaciju od Ps=1000 W/m2 (jedno sunce), temperaturu solarne }elije od 25°C и ваздушну масу 1,5. Stvarni radni uslovi retko odgovaraju standardnim uslovima ispitivawa =5-18% (у зависности од типа ћелије) у реалним условима експлоатације =38% у лабораторијским условима

  20. I-U karakteristike fotonaponske }elije u zavisnosti od:a) temperature i b) ozra~enosti • Sa porastom temperature napon }elije opada dok je promena struje prakti~no zanemarqiva. • Pove}avawe snage zra~ewa pove}ava fotonski fluks koji generi{e proporcionalno ve}u struju, ali ne uti~e zna~ajno na napon.

  21. Promena ambijentalne i temperature PV modula u toku prosečnog dana za analizirani mesec

  22. Materijali od kojih se izra|uju fotonaponske }elije • Materijali koji se koriste u izradi solarnih }elija, ukqu~uju}i i wihov hemijski sastav i fizi~ku strukturu kao i kori{}ene procese, u velikoj meri uti~u na rad i cenu solarnih ure|aja. • Мaterijali se mogu klasifikovati kao: • monokristalni, • polikristalni • amorfni. Od materijala za izradu fotonaponskih }elija koji su trenutno dostupni na tr`i{tu najpoznatiji su: monokristalni silicijum, polikristalni silicijum, amorfni silicijum, kadmium telurid, itd.

  23. Pregled i perspektive razvoja tehnologija fotonaponske konverzije

  24. Vi{espojne tankolsojne соларне ћелије Предност : добра ефикасност Мана: скупа технологија израде

  25. Фотонапонски модули и панели Snaga koju proizvodi jedna fotonaponska }elija je relativno mala. Maksimalni izlazni napon individualne solarne }elije iznosi oko 600 mV. У praksi се vi{e }elija povezuju u grupu ~ime se formira fotonaponski modul Razli~iti tipovi fotonaponskih modula Pozitivni i negativni prikqu~ni kontakti se nalaze unutar razvodne kutije, koja se nalaze na zadwem delu modula.

  26. I-U карактеристика више фотонапонских ћелија везаних на ред

  27. Tipi~ni parametri fotonaponskog modula snage 100 W. Proizvo|a~i daju podatke o karakteristikama modula pri standardnim uslovima ispitivawa (povr{inska snaga od 1000 W/m2 i ambijentalna temperatura od 25°C).

  28. Radi dobijawa jo{ ve}ih snaga vi{e fotonaponskih modula se povezuju me|usobno. Tako se formiraju fotonaponski paneli. • Karakteristi~ne veli~ine za fotonaponski modul : •     maksimalna struja - struja kratko spojenog kola; •     maksimalan napon - napon otvorenog kola; •     maksimalna elektri~na snaga; •     struja maksimalne snage; • napon maksimalne snage;

  29. I-U карактеристика фотонапонског панела

  30. FOTONAPONSKI SISTEMI • Fotonaponski sistem ~ine: • fotonaponski moduli ili paneli • baterije akumulatora • kontroleri puwewa • invertori • Podela fotonaponskih sistema: • samostalni • mre`no povezani

  31. Samostalni fotonaponski sistemi Samostalni fotonaponski sistem je odli~an izvor energije za udaqene ku}e, kamp ku}ice, telekomunikacione objekte, ~amce i jedrilice Samostalan jednosmeran fotonaponski sistem sa akumulatorom

  32. [ema naizmeni~nog fotonaponskog sistema sa akumulatorom

  33. Hibridni fotonaponski sistemi Hibridni fotonaponski sistemi koriste kombinaciju fotonaponskog i drugih izvora energije (generatore (agregate) na dizel gorivo, gas ili benzin, turbine na vetar ili male hidroelektri~ne generatore)

  34. Fotonaponski sistemi povezani sa elektrodistributivnom mre`om Ovakvi fotonaponski sistemi rade paralelno sa elektro-distributivnom mre`om. Isporu~uju joj vi{kove elektri~ne energije i napajaju potro{a~e na lokaciji samog sistema. [ema fotonaponskog sistema povezanog sa distributivnom mre`om

  35. Karakteristike fotonaponskih sistema • Besplatno i neiscrpno gorivo – Sun~eva svetlost je neiscrpna i besplatna • Pouzdanost - konstruisani su za `ivotni vek od 30 i vi{e godina uz veoma malu verovatno}u mogu}eg otkazivawa u toku svog rada. • Mala potreba za odr`avawem - rade uz minimalno servisirawe (~i{}ewe panela i odr`avawe akumulatora) • Ne uti~u {tetno na prirodnu okolinu - ne proizvode nikakvu emisiju {tetnih materija u prirodnu okolinu i predstavqaju ne~ujan lokalni izvor energije • Lokalno generisana energija – ve}a pouzdanost i ne postoje gubici u prenosu • Fleksibilna veli~ina sistema - Modularna konstrukcija i dizajn omugu}uju lako pro{irewe sistema u zavisnosti od finansijskih mogu}nosti i energetskih potreba. • Lako}a transportovawa - Modularna konstrukcija omogu}ava prenos fotonaponskih sistema u delovima. • Zavisnost od Sunca – stohasti~ki iyvor energije • Cena- Cena fotonaponskih modula se konstantno smawivala od oko $40/W pre petnaestak godina, do oko $4/W danas.

  36. SOLARNI SISTEMI INTEGRISANI U KROVOVE I FASADE ZGRADA

  37. Fotonaponski elementi postavqeni kao fasadna i krovna konstrukcija

  38. Fotonaponski sistemi integrisani u gra|evinske elemente imaju slede}e karakteristke: • ne zahtevaju dodatno zemqi{te i mogu se koristitu u gusto naseqenim urbanim sredinama, • ne zaga|uju okolinu i ne prave buku, • ne zahtevaju dodatne infrastrukturne instalacije, • obezbe|uju elektri~nu energiju u toku najve}e potra`we i na taj na~in smawuju optere}ewe mre`e, • smawuju gubitke prenosa i distribucije elektri~ne energije, • mogu u potpunosti ili delimi~no da obezbede elektri~nu energiju za odgovaraju}i gra|evinski objekat, • mogu da zamene konvencionalne gra|evinske materijale i na taj na~in obezbede dvostruku ulogu koja mo`e vi{estruko da se isplati, • pru`aju nove estetske mogu}nosti na inovativan na~in, • mogu se povezati sa odr`avawem, kontrolom i funkcionisawem drugih instalacija u zgradi, • mogu da obezbede smawewe planiranih tro{kova.

  39. Ukupna godišnja insolacija (slika 1) na južmno orjentisan modul postavljen pod optimalnim uglom (slika 2)

  40. Потенцијал сунчевог зрачења у Србији

More Related