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

wystarczy założyć konto w portalu elektro.info.pl

Fotowoltaika w układach zasilania budynków

arch. redakcji

Fotowoltaika (oznaczana dalej w skrócie – PV) wykorzystująca zjawisko polegające na bezpośredniej konwersji energii promieniowania słonecznego na energię elektryczną nie jest źródłem energii przystosowanym do zasilania odbiorników energii w sposób ciągły. Promieniowanie słoneczne jest niewyczerpywalnym źródłem energii, a jego wykorzystywanie w procesie konwersji fotowoltaicznej nie wpływa destrukcyjnie na bilans energetyczny Ziemi. Wadą tego promieniowania jako źródła energii jest jego cykliczna dostępność dobowa (0÷5 kWh/m2) oraz duże rozproszenie.

Podstawowym problemem w fotowoltaice jest to, że ilość promieniowania słonecznego zmienia się w ciągu roku najczęściej nieproporcjonalnie do potrzeb energetycznych użytkowanego obiektu.

Systemy PV instalowane w budownictwie to głównie mikroinstalacje (do 40 kWp – gdzie Wp oznacza jednostkę wat mocy szczytowej, czyli maksymalnej w ustalonych warunkach) lub małe instalacje (do 200 kWp) – kryterium to zostało określone ustawowo (Prawo energetyczne – 2013 r.). Tego typu instalacje są dołączane najczęściej bezpośrednio do sieci niskiego napięcia (230/400 V).

Publiczne sieci elektroenergetyczne (oznaczane dalej – EE) stanowią źródło napięciowe dla zmieniającej się dużej liczby włączanych i wyłączanych równocześnie odbiorników energii. Mimo ciągle zmieniającego się obciążenia napięcie w sieci EE pozostaje na stałym poziomie, a prąd płynący do odbiorników zależy od impedancji obwodu zasilania.

Systemy PV to niestabilne źródła energii elektrycznej, które są dołączane do sieci EE równolegle poprzez falowniki sieciowe. Źródła takie mają charakter prądowy, a prąd płynący w obwodzie zasilania jest wymuszony napięciem sieci EE, zależy od chwilowej zmiennej mocy źródła i nie zależy od podłączonego obciążenia. W sytuacji zaniku źródła napięciowego, jakim jest sieć publiczna EE, sieciowy falownik PV nie będzie w stanie utrzymać odpowiedniego poziomu napięcia na swoim wyjściu.

 

Najpowszechniejszą metodą kontroli mocy wyjściowej sieciowych falowników PV jest układ dynamicznego ograniczania mocy czynnej falownika w funkcji częstotliwości sieci EE. Najczęściej wzrost częstotliwości w sieci EE powyżej 52 Hz powoduje odcięcie źródła prądowego, jakim jest sieciowy falownik PV.

Rodzaje systemów PV stosowanych w budownictwie

Systemy PV stosowane w budownictwie możemy sklasyfikować ze względu na różne sposoby współpracy z siecią elektroenergetyczną [1]. Dominują tu obecnie systemy PV dołączone do sieci (ON GRID), które mogą również współpracować ze specjalnymi magazynami energii elektrycznej.

Systemy autonomiczne (OFF GRID), mające zastosowanie tylko tam, gdzie dostęp do sieci jest utrudniony, niemożliwy lub dążymy do niezależności od sieci. W tym przypadku problemem jest duży koszt magazynowania energii oraz konieczność nieracjonalnego przewymiarowania wielkości systemu PV dla instalacji funkcjonujących całorocznie ze względu na zróżnicowaną dawkę dobowej ilości promieniowania słonecznego.

Ze względu na miejsce montażu instalacji PV na budynkach wyróżniamy:

  • systemy PV połączone z elementami konstrukcyjnymi budynkuBIPV (ang. Building Integrated Photovoltaics) oraz  
  • systemy PV instalowane na budynkachBAPV (ang. Building Applied Photovoltaics).

Obecnie dominują zdecydowanie generatory PV zbudowane z elementów typu BAPV, które mogą być instalowane na budynkach już istniejących, natomiast elementy typu BIPV, stanowiące moduły PV wbudowane w materiały budowlane (np. dachówki PV, elewacyjne płyty PV, moduły transparentne w szybach okien itp.), są instalowane w budynkach nowo budowanych lub modernizowanych (moduły wbudowywane w elewacje podczas termomodernizacji budynku).

Systemy PV typu BIPV to aktualnie jedynie ok. 1% wszystkich systemów zainstalowanych w Polsce. Istotnym problemem jest sposób okablowania tego typu systemów PV. Każda dachówka PV jest oddzielnym niewielkim minimodułem PV, co zwiększa liczbę koniecznych połączeń, a tym samym rośnie ryzyko związane z awariami i możliwością powstania pożaru.

Podsumowując możemy stwierdzić, że systemy PV zbudowane są z generatora PV o budowie modułowej i falownika, którego wyjście łączymy z obwodami zasilania w ramach sieci EE (sieciowe falowniki PV) lub wyspowych wydzielonych mikrosieci lokalnych (wyspowe falowniki PV).

Czytaj też: Zasilanie budynków użyteczności publicznej oraz budynków mieszkalnych w energię elektryczną >>>

Profil zapotrzebowania na moc w budynku

Rys. 1. Dobowy rozkład mocy uzyskiwanej z generatora PV oraz zapotrzebowania na moc dla budynku mieszkalnego i biurowego [1]
Rys. 1. Dobowy rozkład mocy uzyskiwanej z generatora PV oraz zapotrzebowania na moc dla budynku mieszkalnego i biurowego [1]

Prawidłowy dobór rodzaju i wielkości systemu PV, który zostanie zainstalowany na budynku mieszkalnym, polega na określeniu jego zapotrzebowania na moc i skorelowaniu jej z mocą generatora PV.

Zakładamy przy tym, aby w jak największym stopniu zaspokoić własne potrzeby energetyczne budynku, a tylko jej nadwyżki odprowadzać do sieci EE.

Podejście to polega na tym, aby minimalizować straty związane z ewentualnym przesyłaniem lub magazynowaniem energii. Sytuację taką hipotetycznie przedstawiono na rys. 1., gdzie porównano dobowe zapotrzebowanie na moc elektryczną w typowym budynku mieszkalnym i biurowym na tle mocy z generatora PV.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!

streszczenie

W pracy przeanalizowano różne systemy fotowoltaiczne stosowane w układach zasilania budynków. Na podstawie profilu zużycia energii w różnych typach budynków, dokonano oceny najczęściej stosowanych konfiguracji współpracy systemów fotowoltaicznych z siecią elektroenergetyczną. Dokonano również analizy różnych wariantów ochrony przeciwprzepięciowej w systemach fotowoltaicznych, będących alternatywnym, uzupełniającym źródłem energii elektrycznej w budynkach.



Photovoltaic power systems of buildings

The paper analyzes the different systems used in photovoltaic power systems of buildings. Based on energy consumption profile in different types of buildings, an assessment of the most commonly used configuration of photovoltaic systems to interoperate with the electricity network. It was also examined different variants of surge protection in photovoltaic systems, which are an alternative, complementary source of electrical energy in buildings.

Czytaj też: Zasilanie budynków użyteczności publicznej oraz budynków mieszkalnych w energię elektryczną >>>

 

Artykuł pochodzi z: miesięcznika elektro.info 10/2015

Wybrane dla Ciebie


Zapisz się do Ligi Specjalistów i zdobywaj nagrody!

Liga Specjalistów 2.0

Jesteś profesjonalistą z branży elektrycznej lub teletechnicznej?
Jesteś uczniem lub studentem kierunku technicznego?
czytam dalej »

 


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 »

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