Folie 1

Transkript

Folie 1

EUROPEAN TRADESMAN PROJECT
NOTES ON ELECTRICAL TESTS OF ELECTRICAL INSTALLATIONS
Obnovitelné zdroje energií v domácnostech
Technisches Bildungszentrum Mitte
The European Tradesman - Renewable Energy Sources - Germany
2
Problém:
Celosvětová spotřeba energie
European
Tradesman
- Renewable
Energy
Sources
- Germany
TheThe
European
Tradesman
- Renewable
Energy
Sources
- Germany
33
Problémy globálního oteplování

Spalováním fosilních paliv se vytvářejí miliony tun oxidu uhličitého, což
způsobuje skleníkový efekt.
4
Zásoba fosilního paliva je omezená!

Za pár let budou neodvratně ztraceny všechny zásoby fosilních paliv jako
následek neúměrné spotřeby.
5
Přehled obnovitelných zdrojů
Fotovoltaické články-






Přímá přeměna:
sluneční svit - el. energie
velikost 100mm x 100mm
max. výkon 1W
Spojení článků: modul 300W
Spojení modulů: sluneční generátor
Energie
◦ se akumuluje
◦ mění se na střídavý proud &
připojení k síti
Problém: počasí , nemůže být
deaktivováno
Účinnost - přibližně 25%
www.luks-voigt.de/_pics/solarenergie.jpg

www.weserstadion.de
6
- Vítr 





Přes 40% obnovitelných zdrojů –
tvoří vítr
Přímá přeměna:
síla větru
el. energie
Energie
◦ se akumuluje
◦ mění se na SP & napojení do
rozvodné sítě
Jeden větrný generátor vyrobí asi
5MW.
Problém větrné energie : počasí
Účinnost přibl. 60%
www.presse.uni-oldenburg.de/uniinfo/2003/3/fotos/windenergie.gif
7
- Vodní síla, vodíkVodík
 Součást 90% všech materiálů na zemi.
 Vodíkový článek :
◦ Chemická energie
termální energie
◦ 250kW
 Účinnost : cca. 80%
 Vodní síla
 Vodní tok - mechanická síla rotace
 Vodní elektrárny na řekách s velkým průtokem
vody dodávají el. energii většinou trvale.
Vodní elektrárny s malým průtokem vody
stejně tak jako elektrárny přečerpávací se
připojují k el. síti jen po dobu energetických
špiček.
 Elektrárny vyrábí 700MW
 Účinnost : přes 90%
www.iwr.de/img/ikonstart/wasserstoff.jpg
www.uweb21.de/presse/p2007/fra71029-energietagewasserkraftkwerk-rott-liefert-strom-freilassing.htm
8
Bioenergie/Geothermalní Energie Bioenergie

Představuje uchovanou sluneční energii.

Nezávislá na počasí.

Spalování, zplynování, fermentace biomasy
Bioenergie
ohřev vody
pohon parních turbin

Bioenergická soustava produkuje asi 5MW

Účinnost : cca. 85%
www.salzburg.gv.at/pic-collage-bioenergie
Geothermální energie

Druhý největší obnovitelný zdroj na světě.

Horká voda, vlhkost(100°C - 250°C).

Geothermalní energetická soustava může
vyrobit asi 5MW

Účinnost: cca 40%
www.sein.de/uploads/geothermie-geysir.jpg
9
Fotovoltaické panely FV na budovách


Základní princip FV panelů
Rozdělují se na 2 (3) typy
 Připojení do rozvodné sítě –
(obr. 1)
 Mimo síť(obr. 2)
Pic 1
 (kombinované-připojení k
rozvodu přes modem)
Pic 2
Source of pic 1+2 http://www.solaranlage-photovoltaik.de/shop/page/2?shop_param=
10
Mimo distribuční soustavu




Umístění ve venkovských lokalitách
Není k dispozici el. proud
Nebo připojení k síti je příliš drahé
Základní prvky soustavy:
◦ FV moduly
◦ Ovladač napětí
◦ Volitelný měnič (pokud 230V SP )
www.caribbeanenergystore.com/off_grid_s
olar_systems.html
www.wirefreedirect.com/off_g
rid_solar_wind_power_system
.asp
Připojení k distribuční soustavě



Umístěné na střechách a
povrchu budov
Energie se zpět posílá do
národní distribuční sítě.
Základní prvky :
◦ FV panely
◦ Měnič (ssp na sp); při
poruše odpojení přístroje
◦ Měřidlo ( měří přírůstky)
www.solarpartner.co.uk/page/residential/solar-systems
www.retec-d.de/aktuelles.htm
Základní spojení solárních desek

Paralelní
◦ Dodává velké množství proudu při nízkém
napětí
Spojení sériové nazývané struna
◦ Dodává vyšší napětí
◦ Nejběžnější typ spojování
Kombinace obou způsobů
◦ Nejvhodnější pro velké soustavy
Měnič a FV panely
Rozdělení měničů podle způsobu přeměny energie
umístění
• Centrální měnič
– Používá se ve velkých systémech.
• Řetězový měnič
– Používaný pro široký rámec aplikací,
jednoduchý a spolehlivý v mnoha
operacích
• Panelový měnič
– Používaný v menších FV soustavách každý
panel má jiné operační prostředí ( úhly, stín
atd.)
Funkce měniče
Moderní měniče jsou důkladně sestavená zařízení
Jejich hlavní funkce jsou:
• Optimalizace
• Přeměna
• Zásobování
• Řízení
www.sma.de/en/home.html
Optimalizování
Znamená dosažení max.výnosnosti.
MPP = Maximální výkon
MPP závisí na :
– Intenzita slunce (úhel, denní
doba, počasí)
– Stín (částečné zastínění
panelů)
– Teplota
– Typy spojení panelů
www.sonnenertrag.com/index.php?page=840
www.ing-büro-junge.de/html/photovoltaik.html
Přeměna
• Hlavní funkcí měničů je přeměna ss proudu na
střídavý
• Nejběžnější způsob je pulsní šířková modulace
PWM
• Dosahuje se velmi rychlým zapínáním přístrojů
IGBT’s (Q1 to Q4)
+
Q1
Q3
L
N
Q2
Q4
+
Q1
Q3
L
Q1 to Q4 can be seen as very fast switches
Q2
-
Q4
N
Vytváření sinusového+



Pro pozitivní polovinu sinusové vlny Q1 a Q4 se několikrát
zapínají a produkují kladné impulsy.
Délka impulsů závisí na napětí sinusoidy
Např. když červené impulsy jsou filtrovány nízkým
průchodem , vznikne modrá křivka
+
Q1
Q3
L
N
Q2
Q4
-
Vytváření sinusového 

Naopak Q3 a Q2 se zapínají pro negativní
sinusoidu
Filtrování je také nezbytné, aby se předešlo
vysoké frekvenci rušení rozvodné sítě
+
Q1
Q3
L
N
Q2
-
Q4
Zásobování sítě a regulace



Při posílání el. energie zpět do sítě , měnič musí
Synchronizovat a nastavit výstupní proud a napětí do sítě
Neustále monitorovat síť pro možnost
◦
◦
◦
◦

Kolísání napětí
Přeskočení fází
Přetížení
Změny frekvence
MSD přístroj odpojuje bezpečně od sítě
FV panely
-C





Nejvyšší účinnost : nejvíce 20%
Komplexní výrobní proces
Velké ztráty materiálu při výrobě
Velká spotřeba křemíku
Na výrobu 1kW je třeba prostoru 7 až 9 m²
http://www.hupra.com/New%20Folder/solar.jpg
FV panely – Multi krystalické solární články






Nejlepší poměr ceny a výkonu
Účinnost: 15%
Levnější než monokrystalické články
Velké ztráty materiálu při výrobě
Velká spotřeba křemíku
Na výrobu 1kW je třeba prostoru 8 až 10 m²
http://img.directindustry.de/images_di/photog/polykristalline-photovoltaik-solarzellenwww.techportal.de/uploads/gallery/18/articles/1176384575.jpg
354510.jpg
FV Panely
Thin-Film solární články



tloušťka silikonové vrstvy je 0.01…0.02 monokrystalického
článku
Výrobní proces není komplexní
Účinnost: 10%
Na výrobu 1kW je třeba prostoru 11 - 13 m²
www.solarserver.de/uploads/pics/m
itsubishi_electric.jpg
www.elektronikpraxis.vogel.de/imgserver/bd
b/291800/291813/130x.jpg
eti-brandenburg.de/uploads/pics/Duennschicht-SolarzelleFraunhofer_ISE_01.jpg
Příklad instalací
- Možnosti montáže FV panelů



Různé možnosti instalací.
Nejlepší umístění je na střeše
4 běžné montážní způsoby
◦ Na povrchu střechy
◦ Na rovné střeše
◦ Integrované FV systémy
Picture source: map_brochure_09.pdf
◦ Ve střeše
Montáž na střechy





Jednoduchý, rychlý, úsporný způsob vhodný pro všechny
druhy střech.
FV panely jsou připevněny na stávající střechu.
Vhodné pro starší,
stávající
i nové budovy
http://www.dorfmuellersolaranlagen.de/referenzen.htm
Montáž do střechy
• Integrace FV panelů do konstrukce střech.
• Základní podmínka: nepropustnost vody
• Vhodné
– nové stavby,
– při rekonstrukci starších střech.
www.inbalance-energy.co.uk/images/solar_pv_mounts/
roof_integrated_solar_pv_mounting_system.html
http://www.dorfmueller-solaranlagen.de/referenzen.htm
www.prestigeroofing.co.uk/attachments/Imag
e/home-solar-roof-arrays.jpg
Montáž na rovných střechách
• FV panely mohou být umístěny na rovných
střechách.
• Maximální výtěžnost závisí na úhlu montáže.
• Změny v pohledu na budovy jsou někdy drastické
ne vždy je to správné řešení.
Integrované FV systémy
• Nabízejí pozoruhodné možnosti v oblasti solární
architektury.
• Nové standardy designu a účinnosti.
• Integrace do fasád budov
• Používá se i pro vytvoření stínu na skleněných střechách
a atriích.
/ww.heimdino.de/wpcontent/uploads/2009/12/sola
rgebaeude.jpg
www.ewe.com/konzerndata/images/redaktion/10.10.10.30.20_002.jpg
Otázky- shrnutí
• Jmenuj dva důvody pro větší uplatnění
obnovitelných zdrojů energie!
• Vyjmenuj 4 typy obnovitelných zdrojů energie !
• Vysvětli princip fungování FV článků!
• Urči součásti fotovoltaické soustavy v soukromém
domě!
• Jak mohou být FV prvky spojovány, aby se dosáhlo
velkého napětí

Folie 1

Transkript

Podobné dokumenty

cauchys teorém

Dórský stavební řád

Potravní vztahy organismů

1 a 2 z termodynamiky