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


Kompleksowe inspekcje termowizyjne - gdzie szukać pomocy? »

Termowizja inspekcja

Przez ostatnie stulecie zbudowano wiele urządzeń pomiarowych w zakresie podczerwieni, ale największe możliwości i popularność zyskały rozwiązania... czytam dalej »

 


Jaki silnik elektryczny wybrać? »

silnik elektryczny

W działaniu wielu maszyn i urządzeń technicznych wymagany jest ruch postępowy lub postępowo-zwrotny. Zazwyczaj ruch ten wytwarzają (...) czytam więcej »

 


Łączniki elektroinstalacyjne - rodzaje i sposób działania?

Oświetlenie zewnętrzne LED - dobór i zastosowanie»

Ranki łączniki gniazdka oswietlenie zewnętrzen LED
W każdej standardowej instalacji elektrycznej w budynku występują gniazda wtyczkowe oraz łączniki. Ich budowa oraz sposób zamocowania zależą od miejsca zainstalowania oraz metody wykonania (...) czytam więcej » Wymiana opraw oświetlenia zewnętrznego ze źródłami LED przynosi przede wszystkim poprawę efektywności energetycznej oświetlenia ulicznego. Oświetlenie LED posiada również (...) czytam dalej »

 


Przyrządy kontrolne i pomiarowe - zobacz niezawodne rozwiązania»

narzedzia pomiarowe dla elektryka Miernik napięcia, ciągłości i kolejności faz są zaprojekotwane do testowania napięcia, fazy, polaryzacji, kolejności faz i półprzewodników. Cyfrowy multimetr oraz cyfrowy miernik cęgowy oferują idealne rozwiązania dla wszystkich wymagań i możliwych zastosowań. Mierniki wykorzystują standardowe (...) czytam dalej »


Zobacz jakie oprawy zaprezentowano na Energetab 2019  »

Wiele nowych produktów od najlepszych w branży marek »

Samochody elektryczne i  mobilne stacje elektronika
Oświetlenie awaryjne ma zapewnić bezpieczne opuszczenie zajmowanych przestrzeni podczas awarii zasilania opraw oświetlenia podstawowego. Niejednokrotnie zanik oświetlenia podstawowego nie jest spowodowany zwykłą awarią zasilania czy wyłączeniem(...) czytam więcej » Poznaj pierwszy w branży przewodnik elektroniczny po złączach. Internetowe narzędzie referencyjne ułatwiające dobór złączy. (...) chcę zobaczyć »

 


Odpowiednie oświetlenie - prawidłowy dobór oświetlenia w projekcie »

projekt oświetlenia Są takie miejsca w domu, o których nie myśli się w pierwszej kolejności. Zostawia się je na później, dopiero wtedy, gdy zadba się o ważniejsze pomieszczenia. Tak jest często (...) czytam dalej »

 


Jak zapewnić bezprzerwowe zasilanie gwarantowane? »

Kolektor słoneczny – urządzenie do konwersji energii promieniowania słonecznego na ciepło »

zasilanie gwarantowane panele słoneczne
Co rusz znaczenie tego problemu uświadamiają nam przechodzące nad naszym krajem orkany i wichury oraz widmo blackoutu, wynikające z pojawiającego się latem ogromnego zapotrzebowania na ... czytam więcej » Udział energii słonecznej w Polsce jest bardzo niski i według urzędu statystycznego, pozyskanie energii z promieniowania słonecznego w porównaniu do innych źródeł odnawialnych w 2017 roku wyniósł niecałe 1%.... czytam dalej »

Szafy energetyczne, sterowniczne, rozdzielcze - dlaczego nie wiesz co wybrać? »

szafy rozdzielcze i sterownicze Zgrupowanie urządzeń elektroenergetycznych wraz z szynami zbiorczymi, połączeniami elektrycznymi, elementami izolacyjnymi i osłonami, służący do rozdziału energii elektrycznej i łączenia oraz ... czytam dalej »


Bezprzewodowa automatyka domowa - i możesz sterować wszystkim w domu »

Intuicyjne oprogramowanie do projektowania listew ze złączkami !

Automatyka domowa - sterowaniem ze smatfona Projektowanie listew - oprogramowanie
Nowoczesny smartdom powinien być gotów na każde życzenie. Dlatego rozwiązania bezprzewodowej automatyki domowej dają Ci zdalną kontrolę nad funkcjami Twojego domu - oświetleniem, roletami, ogrzewaniem ... czytam więcej » Intuicyjne oprogramowanie do projektowania listew ze złączkami oraz profesjonalnego opisywania oznaczników do złączek szynowych, przewodów, kabli, urządzeń i instalacji. Oprogramowanie dostępne jest bezpłatnie na stronie www ... chcę poznać »

Małe, średnie i duże systemy sterowania »

Sterowniki plc Jeszcze kilka lat temu sterowniki PLC „tylko” wspierały pracowników przy wykonywaniu monotonnych zadań i zwiększaniu szybkości produkcji. Aktualnie każda produkcja ... 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 ... chcę obejrzeć »


Może Cię to zainteresuje ▼

Wyświetlacz cyfrowy - jaki wybrać?

Technologie robotyczne zgodne z koncepcją Industry 4.0 » »

wyświetlacze cyfrowe robotyka i automatyka
Współpracujący z dowolnym nadajnikiem sygnału w standardzie 4-20 mA. Urządzenia nie wymagające dodatkowego zasilania. Do obszaru zastosowań ... czytam więcej » Nowoczesne urządzenia mechaniczne nic nie znaczyłyby bez ukrytej w nich elektroniki, dizęki której ... czytam dalej »


Odczyty cyfrowe - przyrządy przeznaczone do wyświetlania położenia »

czytniki cyfrowe Współpracują z przetwornikami przemieszczeń liniowych (liniały) i kątowych (enkodery). Wykonywane są w różnych wersjach dostosowanych do (...) czytam dalej »


1-fazowe liczniki energii elektrycznej - widziałeś to?!

Inteligentny system dystrybucji mocy »

Liczniki energii jakie wybrać moc
Wymagania stawiane licznikom energii elektrycznej zawarte są w normach oraz przepisach (...) czytam dalej » Uniwersalne zastosowanie, w pojedynczych szafach sterowniczych, jak też w kompletnych systemach... 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 »
10/2019

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 10/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Projekt zasilania pompowni pożarowej
  • - Przekładniki niekonwencjonalne wykorzystywane w automatyce elektroenergetycznej
Zobacz szczegóły
COMEX S.A. COMEX S.A.
O firmie COMEX S.A. od początku swojej działalności, tj. od 1987 zajmuje się kompleksową obsługą klientów w zakresie zasilania...

Ciekawe strony

Elektryk na Fixly.pl

EPS System - agregaty prądotwórcze

Producent oświetlenia

Ciekawa Architektura

Instalacje

Literatura fachowa

Rekuperacja

Termomodernizacja

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