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


Gdzie szukać pomocy przy doborze właściwego źródła zasilania »

Dobór źródła zasilania

Optymalne rozwiązania na każdym etapie, zarówno dystrybucji, jak i tworzenia dedykowanych pakietów zasilania. Wszystko po to, aby zapewnić jak najwyższą jakość ... czytam dalej »

 


Jak zmniejszyć swój rachunek za prąd »

koszt prądu

Oszczędzanie na rachunkach za prąd w domu lub firmie jest możliwe. Wystarczy dokładnie sprawdzić (...) zobacz ile możesz oszczędzić »

 


Jednoobwodowy licznik energii - jaki wybrać?»

Zobacz co nowego poznamy na targach Energetab 2019 »

Licznik energii jaki wybrać Energetab 2019 logo
Zasilacze awaryjne trzeciej generacji z bardzo wysoką sprawnością 96% w trybie On-Line oraz ze znakomitym współczynnikiem mocy 1(...) czytam więcej » ENERGETAB – największe w Polsce targi nowoczesnych urządzeń, aparatury i technologii dla przemysłu energetycznego, to miejsce jednych z najważniejszych spotkań czołowych przedstawicieli branży elektrotechnicznej w Polsce.(...) czytam dalej »

 


Łączniki i gniazda instalacyjne - jakie wybrać?

Kamery termowizyjne Perfekcyjne dopełnienie nowoczesnego wnętrza.
Prosta, ponadczasowa forma, jakość wykonania, niezawodny system, to tylko niektóre (...)
czytam dalej »


Automatyka przemysłowa i sterowanie - na jakie produkty zwrócić uwagę »

Przewodnik po złączach - znajdż idealne rozwiązanie dla siebie »

automatyka przemysłowa Przewodnik po złączach
Jak sztuczna inteligencja wspomoże pracę elektrowni i fabryk? Aż 63 proc. respondentów twierdzi, że sztuczna inteligencja pomoże zwalczyć (...) czytam więcej » Poznaj pierwszy w branży przewodnik elektroniczny po złączach. Internetowe narzędzie referencyjne ułatwiające dobór złączy. (...) chcę zobaczyć »

 


Oznaczniki mobilne na przewody i osprzęt - które wybrać »

Kamery termowizyjne Technika laminowania taśm, zapewnia trwałe nadruki poprzez całkowitą ochronę tekstu przed czynnikami niszczącymi, takimi jak: zdrapywanie, ścieranie, zmywanie, promieniowanie UV a nawet substancj (...) czytam dalej »

 


Dobór ograniczników przepięć typu 1 »

Bezpanelowe pozyskiwanie energii słonecznej - jak to zrobić?

ograniczniki bezpanelowa energia słoneczna
Kombinowane ograniczniki przepięć jako urządzenia do ograniczania przepięć mają za zadanie zmniejszenie do bezpiecznych poziomów napięcia w instalacji elektrycznej oraz na wejściu zasilanych urządzeń: podczas operacji łączeniowych ń (...) 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 »

Szybki i łatwy sposób na budowę Twojego indywidualnego systemu wizyjnego»

zasilanie gwarantowane Badania przeprowadzone przez Computer Business Review wykazały, że od 2013 roku mamy do czynienia z dynamicznym wzrostem przenoszenia przez przedsiębiorców zasobów danych do tzw. chmury obliczeniowej (cloud computing). W związku z tym stale wzrastają wydatki przeznaczan ... czytam dalej »


Bramka IoT chmury do integracji nowych i istniejących systemów bez konieczności programowania.»

Zobacz jak robot testuje bankomaty?

bramka iot Robot testuje bankomaty
Dzięki prostemu połączeniu z procesem za pomocą protokołów, np. Modbus/TCP, dane czujników i dane procesowe są zbierane, przetwarzane i monitorowane ... czytam więcej » Około 30 sekund zajmuje średnio wypłacenie pieniędzy z wielofunkcyjnego bankomatu ATM. Urządzenia, które są dostępne „za rogiem” w większości miast, zmieniły nasze podejście ... czytam dalej »

Jaką zastosować ochronę urządzeń elektrycznych i elektronicznych przed przepięciami »

ochrona przed przepięciami Każdy ogranicznik przepięć ma pewną określoną zdolność do przenoszenia przez siebie pewnej energii udaru. Jeśli po zadziałaniu ... 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?

Przewdonik "Eliminuj błędy
i usprawnij instalacje przewodów" »

wyświetlacze cyfrowe kable i przewody - przewodnik
Współpracujący z dowolnym nadajnikiem sygnału w standardzie 4-20 mA. Urządzenia nie wymagające dodatkowego zasilania. Do obszaru zastosowań ... czytam więcej » Poznaj najskuteczniejsze sposoby oznaczania kabli i komponentów wykorzystywanych w branżach elektrycznych i telekomunikacyjnych... czytam dalej »


Transformatory oraz dławiki dostosowane do indywidualnych wymagań »

transformatory ei Mają zastosowanie w sieciach przesyłowych i rozdzielczych. Stosowane są do zasilania układów trakcyjnych w pojazdach szynowych, w instalacjach wykorzystujących napędy (...) czytam dalej »


1-fazowe liczniki energii elektrycznej - widziałeś to?!

Switch zarządzalny – czy warto? Jaki wybrać?

Liczniki energii jakie wybrać Switche niezarządzalne
Wymagania stawiane licznikom energii elektrycznej zawarte są w normach oraz przepisach (...) czytam dalej » Switch zarządzalny daje możliwość nie tylko stworzenia siecilokalnej, ale daje wiele innicf możliwości. Między innymi pozwala także dostosować porty, a więc i parametry sieci do... 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 »
9/2019

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 9/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Metody badania funkcji zabezpieczeń nadprądowych przekaźników elektroenergetycznych
  • - Fotowoltaika szansą rozwoju dla komunikacji miejskiej
Zobacz szczegóły

SEP świętuje 100 lat!

Jak co roku targom ENERGETAB towarzyszą konferencje organizowane przez izby i stowarzyszenia patronujące. Z okazji obchodzonego w tym roku 100-lecia Stowarzyszenia Elektryków Polskich...

Przekaźnik instalacyjny o wysokiej odporności na prąd udarowy

RPI-1ZI-U24A firmy Relpol, to nowy przekaźnik instalacyjny, który wytrzymuje prąd załączania 120 A w czasie 20 ms. Przekaźnik ten przeznaczony jest do załączania obwodów o wysokim...
.steute Polska .steute Polska
steute jest międzynarodowym przedsiębiorstwem specjalizującym się w projektowaniu oraz produkcji bezpiecznej, niezawodnej aparatury...

Ciekawe strony

Elektryk na Fixly.pl

EPS System - agregaty prądotwórcze

Producent oświetlenia

Ciekawa Architektura

Instalacje

Literatura fachowa

Rekuperacja

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