Pełny numer elektro.info 7-8/2017 tylko dla Ciebie [PDF]

wystarczy założyć konto w portalu elektro.info.pl

Zastosowanie energii słonecznej do zasilania urządzeń elektrycznych w typowym gospodarstwie domowym

Zdjęcie jednego z zastosowanych regulatorów fotoogniw
Zdjęcie jednego z zastosowanych regulatorów fotoogniw

W dobie rozwoju cywilizacyjnego na świecie stale ma miejsce rosnące zapotrzebowanie na energię elektryczną. Jeśli w latach 90. światowe zużycie energii wynosiło około 12 TW, to prognoza na rok 2030, uwzględniając przewidywane zużycie w roku 2010 wynoszące ok. 20 TW, będzie wynosić prawdopodobnie 30,0 TW.

Zobacz także: Nowe zasady doboru i montażu wyposażenia elektrycznego instalacji elektrycznych niskiego napięcia

Dalsza produkcja energii, która jest w znacznym stopniu oparta na wyczerpywalnych i nieodnawialnych, czyli kopalnianych zasobach ziemi, takich jak: węgiel, ropa naftowa czy gaz ziemny, prowadzi do katastrofalnych skutków ekologicznych i ekonomicznych, a ponadto zasoby te mają ograniczony okres eksploatacji. Szansę sprostania zapotrzebowaniu na znaczne ilości dodatkowej energii upatruje się coraz bardziej w energii słonecznej, która dociera do ziemi w olbrzymiej ilości w postaci tzw. „czystej energii”.

Zobacz także: Przegląd krajowych rozwiązań kontenerowych stacji transformatorowych SN/nn

Ilość energii produkowanej przez fotoogniwa zależy głównie od nasłonecznienia baterii słonecznych. W różnych okresach roku mamy w Polsce różne nasłonecznienie na płaszczyznę w [Wh/m2]. W zależności od tego, jaki mamy miesiąc, będziemy uzyskiwać z jednego panelu różną moc. Panele słoneczne są tak skonstruowane, że swoje napięcie [V] osiągają przy stosunkowo słabym nasłonecznieniu, natomiast moc [W] jest uzależniona od nasłonecznienia. Przyjmuje się, że najlepszy okres nasłonecznienia w Polsce to cykl od początku marca do końca września. Ze względu na roczne sumy promieniowania całkowitego, padającego na powierzchnię poziomą, na obszarze Polski można wyodrębnić cztery podstawowe regiony, z których pas nadmorski i wschodnia część Polski charakteryzują się większym nasłonecznieniem niż region południowy i zachodni [1].

Zobacz także: Instalacje elektryczne na terenach budów

Roczna gęstość promieniowania słonecznego w Polsce na płaszczyznę poziomą waha się w granicach 950–1250 kWh/m2 [4], natomiast średnie usłonecznienie wynosi 1620 godzin na rok. Warunki meteorologiczne charakteryzują się bardzo nierównym rozkładem promieniowania słonecznego w cyklu rocznym. Około 80% całkowitej rocznej sumy nasłonecznienia przypada na sześć miesięcy sezonu wiosennoletniego, od początku kwietnia do końca września, przy czym czas operacji słonecznej w lecie wydłuża się do 16 godzin dziennie, natomiast w zimie skraca się do 8 godzin dziennie. Najpopularniejsze ogniwa słoneczne wykonuje się z półprzewodników na bazie krzemu. Charakteryzują się one dużą niezawodnością i długą żywotnością.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!

streszczenie

Słońce jest niewyczerpalnym źródłem czystej energii, z bogactwa tego możemy korzystać dzięki modułom fotowoltaicznym. Systemy fotowoltaiczne działają niezależnie od sieci energetycznej, gwarantując stałe dostawy energii nawet w przypadku awarii sieci energetycznej. Nasłonecznienie w naszym kraju jest różne w zależności od regionu i waha się w granicach od 1 do 1,20 kWh/m2. Dzięki opracowaniu nowych technologii na wykonanie modułu o tej samej mocy zużywamy 7–10 razy mniej krzemu niż jeszcze kilka lat temu. Co więcej, produkowane w ten sposób ogniwa mają wyższą sprawność, która dochodzi do 20%, a można będzie osiągnąć nawet jeszcze większą, dzięki wysokiej jakości stosowaniu monokryształów krzemu i wyrafinowanej obróbce. Wszystko to powoduje, że koszt zakupu baterii zwraca się już po 2 latach, a nie jak w dotychczas produkowanych – po 5 latach. W opracowaniu skupiono się na praktycznym zastosowaniu ogniw fotowoltaicznych oraz urządzeń z nimi powiązanych do zaspokojenia potrzeb energetycznych w typowym gospodarstwie domowym metodą helioelektryczną, która polega na bezpośredniej przemianie energii promieniowania słonecznego w energię elektryczną. Wykonano kalkulację kosztów instalacji, czasokres amortyzacji oraz przedstawiono korzyści płynące z zastosowania ogniw fotowoltaicznych. Testy wykonane zostały w typowym gospodarstwie domowym, aby uwiarygodnić wyniki pomiarów.



abstract

Solar energy applied to feed electrical appliances in a standard household
The sun makes an inexhaustible source of pure energy that can be taken advantage of by the application of photovoltaic modules. Photovoltaic systems can operate independently of power networks or expensive energy carriers. They can generate electric energy at varied weather conditions, also on cloudy days. Solar energy is free and makes an unlimited widely occurring source of energy available at various values of radiation intensity. In Poland, intensity of solar radiation varies depending on a region and ranges from 1 to 1.20 kWh/m2 Owing to recently elaborated new technologies the amount of silicon required to produce a module of a determined power value is by 7–10 times smaller than that of a few years ago. Additionally, cells produced that way exhibit higher efficiency that can reach 22% and it seems that even higher values can be obtained with the application of high-quality monocrystals of silicon and refined processing. Owing to the mentioned developments the expense of battery purchase can get recouped in 2 years and not in 5 years as it was in the case of previously produced cells. The presented paper focuses on practical applications of photovoltaic cells and the related equipment with the purpose of meeting energy needs of a standard household by a helioelectric method that consists in3 direct conversion of solar radiation energy to electric energy. Calculations of installation costs and depreciation time have been presented as well as advantages of photovoltaic cell application as compared to similar alternative energy sources. Efficiency of selected cells and methods for the generated energy conversion together with the conversion-related costs have been assessed from the viewpoint of reaching the highest watthour efficiency. Testing has been performed in a standard household in order to obtain reliable esults. Solar energy finds ever greater number of applications, which at the time of growing prices for fossil fuels and wide-spread public apprehension for nuclear power plants, places it among important alternative and ecological sources of energy.

Artykuł pochodzi z: miesięcznika elektro.info 5/2012

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie

 


Jak zoptymalizować sieci produkcyjne i sterujące »

Czy znasz, ekologiczną alternatywę dla agregatów »

drukarka etykiet systemy zasilania
Czujniki inteligentne działają coraz lepiej ze względu na dostępność coraz mniejszych i atrakcyjniejszych cenowo mikrokontrolerów. Dzięki nim nasze czujniki są w stanie (...) czytam więcej » W połączeniu z elektroniką prezentuje ona szczyt nowoczesnej technologii agregatów prądotwórczych (...) czytam dalej »

 


Szukasz  producenta komponentów przemysłowych? Sprawdź ich »

Kamery termowizyjne Dzięki wykorzystaniu innowacyjnych rozwiązań stosowanych w sektorze opieki zdrowotnej, zastosowaniach konsumenckich i przemysłowych, te podstawowe (...) czytam dalej »

 


 


Oznaczniki kabli i przewodów - jakie wybrać »

Gdzie znajdziesz systemy zasilania dla każdej dziedziny przemysłu »

drukarka etykiet systemy zasilania
Sposoby oznaczania kabli i przewodów w elektrycznych są różne.Jedne mniej trwałe, a inne (...) czytam więcej » Oferują zaawansowane usługi badawczo-rozwojowe obejmujące elektronikę, wbudowane oprogramowanie, mechanikę systemu zasilania (...) czytam dalej »

 


Gdzie znajduje zastosowanie współczesna termowizja?

Kamery termowizyjne Zadbaj o bezpieczeństwo i uniknij awarii. Za pomocą kamery termowizyjnej możliwe jest bezdotykowe sprawdzenie instalacji elektrycznej przy pełnym obciążeniu. Dzięki temu można (...) czytam dalej »

 


Jak odwzorować światło dzienne przy użyciu opraw oświetleniowych »

Bezpanelowe pozyskiwanie energii słonecznej - jak to zrobić?

Ośiwetlenie - jakie wybrać? bezpanelowa energia słoneczna
Rodzaj oświetlenia ma również fundamentalny wpływ na nasz wzrok oraz bezpośrednio wpływa na nasze ciało, umysł i (...) czytam więcej » Innowacje i technologia przeszły długą drogę. Rzeczywiście wkroczyliśmy w nową generację nowoczesnych udogodnień, które nie tylko sprawiają, że nasz styl życia jest bardziej luksusowy i komfortowy, ale... czytam dalej »

Jaką drukarkę do oznaczeń elektrycznych wybrać»

etykietowanie kabli i przewodów Priorytetem przy oznaczaniu sieci i jej poszczególnych elementów czy kolejnych aparatur w szafach rozdzielczych, kilometrów kabli, dziesiątek przełączników czy kolejnych aparatur w szafach rozdzielczych jest ...... czytam dalej »


Automatyka i czujniki - dlaczego to takie ważne »

Poznaj tajemnicę elektryków - złączki bezszynowe »

Czujniki i automatyka złączki bezszynowe
Zarówno w sektorze energetyki tradycyjnej jak i odnawialnej, czujniki oraz automatyka muszą być odporne na oddziaływaniu warunków środowiskowych. Ekstremalne ... czytam więcej » Czy wiesz jak wykonać montaż i jak można łączyć ze sobą złączki bez użycia szyn ... czytam dalej »

Zasilacze a odporność na zwarcia - dlaczego to takie ważne?

Promocje na kamery termowizyjne W sieciach zasilających obiekty przemysłowe i użyteczności publicznej powszechnie stosuje się zasilacze bezprzerwowe UPS w celu ochrony ważnych urządzeń odbiorczych, wrażliwyc ... czytam dalej »


Złącza silnoprądowe - czy silikon sobie poradzi?

Złącza silnopradowe Czy możemy zastosować elastyczne przewody silikonowe i czy są one odporne na uszkodzenie i wysokie temperatury? Przykładowo dla przekroju kabla 240 mm2 ... czytam dalej »


Może Cię to zainteresuje ▼

Wyświetlacz cyfrowy - jaki wybrać?

Kable i przewody - dobierz odpowiednie do swojego projektu »

wyświetlacze cyfrowe kable i przewody - jakie wybrać
Współpracujący z dowolnym nadajnikiem sygnału w standardzie 4-20 mA. Urządzenia nie wymagające dodatkowego zasilania. Do obszaru zastosowań ... czytam więcej » Właściwie wykonana i dostosowana do konkretnych zagrożeń środowiskowych instalacja elektryczna powinna do minimum ograniczać zagrożenia... czytam dalej »


Jak odwzorować światło dzienne przy użyciu opraw oświetleniowych »

Uwaga konkurs! Znasz "elektrycznych" producentów? Zagraj i wygraj atrakcyjne nagrody »

Oświetlenie jakie wybrać aby przypominało światło dzienne Konkurs
Rodzaj oświetlenia ma również fundamentalny wpływ na nasz wzrok oraz bezpośrednio wpływa na nasze ciało, umysł i ... czytam dalej » Weź udział w letnim konkursie i zgarnij nagrody. Co tydzien nowa gra i nowa szansa na wygraną. Sprawdź się i zawalcz o wygraną! chcę zagrać »

Co jeszcze potrafią enkodery Ethernet?

UPS zasilacze Rynek systemów przemysłowych dynamicznie się rozwija, a standard Industrial Ethernet jest przyszłością systemów (...) czytam dalej »


Jak komunikować urządzenia w środowisku przemysłowym?

Urządzenia przeciwprzepięciowe (SPD) - jakie wybrać ?

Switche zarządzalne spd ograniczniki przepięć
Switche niezarządzalne to urządzenia, które mają za zadanie przekazywanie danych między urządzeniami w wymagającym środowisku przemysłowym. Ich zadaniem jest zapewnienie przede wszystkim stabilnej, jak również wydajnej komunikacji.(...) czytam dalej » Ochronniki przepięciowe odpowiednie do zastosowań w instalacjach 230 V lub 400 V, systemy jedno- lub trójfazowe, wymienny moduł warystora i zamknięty moduł iskiernika, wizualna i zdalna sygnalizacja stanu warystora oraz ... czytam dalej »

mgr inż. Mirosław Mazur
mgr inż. Mirosław Mazur
Absolwent Wydziału Transportu i Informatyki Wyższej Szkoły Ekonomii i Innowacji w Lublinie. Obronił pracę inżynierską oraz magisterską z wynikiem bardzo dobrym. Od roku  1994 roku do chwili obecnej... więcej »
prof. dr hab. inż. Janusz Partyka
prof. dr hab. inż. Janusz Partyka
Absolwent Wydziału Elektryczno-Fizycznego Leningradzkiego Instytutu Elektrotechnicznego. W 1990 r. uzyskał tytuł doktora nauk fizycznych na Uniwersytecie Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie. Tytuł ... więcej »
Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »
6/2019

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 6/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Wpływ stacji szybkiego ładowania pojazdów elektrycznych na sieć elektroenergetyczną
  • - Projekt zasilania oświetlenia terenu bazy logistycznej
Zobacz szczegóły

Międzynarodowe Targi „Instal System 2019”

W dniach 27-29 września 2019 roku odbędą się Międzynarodowe Targi w Bielsku-Białej (21 Targi Technik Grzewczych i Oszczędności Energii „Instal System 2019” oraz 56 Międzynarodowe Targi...
Enkodery ETHERNET AFS/AFM60A

Enkodery ETHERNET AFS/AFM60A

Rynek systemów przemysłowych dynamicznie się rozwija, a standard Industrial Ethernet jest przyszłością systemów komunikacji. Wydajność standardu Fast Ethernet,...
Cantoni Motor S.A. Cantoni Motor S.A.
Grupa Cantoni została pionierem w produkcji silników elektrycznych już w XIX wieku i od tego czasu kontynuuje misję wdrażania...
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright @ 2004-2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa, w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl