Yozeal nove energetske tehnologije co, Ltd
Dom > Vijesti > Sadržaj
Solarna energija: Fotonaponski sistemi povezani sa mrežom
- May 09, 2017 -

Solarna energija: Fotonaponski sistemi povezani sa mrežom

Fotonaponske elektrane pretvaraju sunčevu svetlost u električnu energiju. Izlazna snaga takvih PV postrojenja će stoga dostići vrhunac u podne, zadovoljavajući dnevni maksimalni potrošnji energije, kada su cene spotova na energiji najviše.

PV sistem sa nominalnim kapacitetom od 8,96 kilovatnih vršaka pokriva potrebe električne energije dve četvororočne domaćinstva. Slika: Sharp Electronics (Europe) GmbH

Uprkos tome, fotonaponska moć ekonomske koristi još uvek nije dosegla paritet u mreži, tačka u kojoj su troškovi jednaki snagu mreže (osim nekih sunčanih ostrva poput Havaja koji koriste dizel gorivo za proizvodnju električne energije).

Neto merenje (SAD i Kanada) i sistemom tarifnih tarifa

S obzirom da nijedna lokalna postrojenja za skladištenje energije nisu potrebna, ograničavajući faktori koji određuju mrežne fotonaponske sisteme su raspoloživi prostor - često krov - investicioni troškovi i regulatorni okviri, uključujući programe subvencija i promocije. Takvi programi mogu uključivati ​​investicione subvencije, neto mjerenje ili feed-in tarife. Sa neto merenjem, priliv električne energije se puni prema potrošnji električne energije na istom imanju, koristeći uglavnom dvosmerni radni broj električne energije. Ovaj sistem je široko upotrebljiv u SAD-u i Kanadi. Pošto u većini slučajeva nema kompenzacije za priliv koji premašuje godišnju potrošnju, fotonaponski objekti će biti uglavnom dimenzionirani tako da ne obezbede više energije nego potrošeni na istom imovinu tokom godine; mreža se koristi samo kao skladišni prostor. U okviru feed-in tarifnog sistema sa druge strane, obezbeđivanjem (kao u Nemačkoj) fiksnih i garantovanih plaćanja po kWh, više rezultata znači veći profit; pa će objekti biti veći.

Šematski dijagram fotonaponskog sistema. Ilustracija: LGABW

Solarna snaga: Sunčeva svetlost postaje izvor električne energije.

Mrežni PV sistem u suštini se sastoji od PV panela (modula), jednog ili više solarni pretvarača, uređaja za zaštitu za automatsko isključivanje u slučaju kvara mreže i brojača za napajanje solarnim elektricitetom

Komponente mrežnog PV sistema uključuju PV modele, pretvarač snage, sigurnosni uređaj koji se isključuje na neuspjehima mreže i merača električne energije. Invertor "komutiran u mrežu" pretvara direktnu struju (DC) koju obezbeđuju moduli na izmeničnu struju (AC), istovremeno sinhronizuju izlaz AC na AC u mreži.
Kapacitet generisanja električne energije fotovoltaičnog sistema označen je u kilovatskom vršku (mereno pri standardnim uslovima testiranja i solarnom zračenju od 1000 W po m²). Današnji PV moduli pokrivaju površinu od 7 do 10 m² po kWp. Pod pretpostavkom da su moduli orijentisani prema jugu i nagnuti pod uglom između 30 ° i 35 °, takav PV sistem će se generirati u srednjoj i zapadnoj Evropi - u zavisnosti od tačne geografske širine i drugih faktora - između 800 i 1.000 kWh električne energije godišnje i po kWp nominalnog kapaciteta. Primer: Na krovu u Cambridgeu ili Oksfordu (UK), 4-kWp pogon sa optimiziranom orijentacijom modula i ugao nagiba ugla će obezbediti oko 3.380 kWh godišnje, u Sevilli (Španija) 5.640 kWh godišnje. Za fabriku u Sevilji stoga će biti potreban inverter sa većim ulaznim naponom nego onom u Oksfordu.

Neki saveti za planiranje mrežnog PV sistema

- Veličina PV generatora

Ekonomski optimalna veličina mrežnog PV sistema zavisi uglavnom od različitih finansijskih podsticaja i zakonskih parametara, pošto paritet mreže - što znači trošak fotovoltaične generisane električne energije jednak je ili je jeftiniji od cijene električne energije - postiže se samo u vrlo danas nekolicini regioni.Netovi koncepta mjerenja, jer se široko koriste u SAD-u i Kanadi, pružaju - kao i samostalni sistemi - nema podsticaja za izgradnju sistema koji generišu više električne energije nego konzumirani na istom imanju tokom godine; mreža zamenjuje samo lokalno skladište baterije. Sistemi ulaznih tarifa sa druge strane čine velike sisteme sa neto prekomjernim profitabilnim.

PV sistem može pokriti ceo krov; Solarni krov (233 m2) ima nominalnu snagu od 24,2 kilovata (kWp). Slika: Hieronimi regenerative Energien GmbH

- Obavezni prostor modula:

U većim sistemima uglavnom se koriste kristalni silicijumski moduli. Da bi se instalirali nominalni kapacitet od 1 kWp (Kilowatt Peak) sa takvim modulima, neophodna je površina od oko 7 m² (koristeći monokristalne ćelije) i 10 m² (koristeći polikristalne ćelije). Inače neiskorišteni krovovi su u mnogim slučajevima najisplativiji mesta za instalaciju PV sistema, posebno ako su orijentisane na jug i nagnute do stepena od oko 30 ° do 37 °.

- PV orijentacija i izlaz

Efikasnost fotonaponskog procesa je najviša ako su sunčevi zraci vertikalno udarali u panel. Zato PV moduli treba da budu orijentirani prema jugu (govoreći o severnoj hemisferi) i donekle nagnuti; optimalni ugao nagiba zavisi od lokacije (uključujući širinu, visinu i druge faktore). Po pravilu, ugao nagiba bi bio najbolji između 3/4 i 4/5 širine - što rezultira uglovima od 32 ° do 38 ° u srednjoj i zapadnoj Evropi ili 30 ° do 36 ° u većini SAD-a. Međutim: Mala odstupanja od optimalne orijentacije i nagiba rezultiraju samo u još manjim smanjenjima proizvodnje energije godišnje.

Radi najefikasnije upotrebe solarnog zračenja, PV modul ili kolektor fotonaponskog sistema i sistema solarnog grijanja, usklađen je tako da apsorbira ili sakuplja koliko je moguće više zračenja. Ugaoni ugao zračenja, ugao nagiba modula ili kolektora i azimutni ugao igraju ulogu u postizanju najveće moguće proizvodnje energije.

Azimutni ugao (β) na slici desno) određuje koliko stepeni površina modula ili kolektora odstupa od tačnog pravca prema pravcu prema jugu. Ugao nagiba (α) određuje odstupanje od horizontalne.

Eksperimenti pokazuju da fotonaponski sistemi funkcionišu najefikasnije uz ugao azimuta od oko 0 ° i ugao nagiba od oko 30 °. Naravno, male varijacije u ovim vrednostima uopšte nisu problematične: kada je sistem orijentiran prema jugoistoku ili jugozapadu, oko 95% najviše moguće količine svetlosti i dalje može biti apsorbirano. Veliki sistemi sa nizovima su opremljeni elektromotorima koji prate Sunce kako bi optimizovali izlaz.

Ugradnja pretvarača energije od 123 kWp PV sistema u Nemačkoj.

- Pretvarač snage:

PV sistemi obezbeđuju direktni strujni (DC) napon. Za napajanje na mrežu, ovaj DC napon mora biti obrnut na napon naizmeničnu struju (AC) pomoću »komutacije sa mrežom» ili povezanom pretvaračem, koji automatski sinhronizuje svoj AC izlaz na tačan AC napon i frekvenciju mreže .

Ovaj MPP niha tokom rada u intervalu u zavisnosti od zračenja, temperature ćelije i tipa ćelije i tako se prati od strane kontrolne jedinice pretvarača.

Drugi važan zadatak solarnog pretvarača je da kontroliše PV sistem u blizini njegove maksimalne energetske tačke (MPP), radne tačke gdje kombinovane vrijednosti struje i napona solarnih modula rezultiraju maksimalnom izlaznom snagom. Ovaj MPP niha tokom rada u intervalu u zavisnosti od zračenja, temperature ćelije i tipa ćelije i tako se prati od strane kontrolne jedinice pretvarača.