FOTONAPONSKI SISTEMI

Slika 1: Samostalni fotonaponski sistem jednosmerne struje Samostalni fotonaponski sistemi Slika 1: Samostalni fotonaponski sistem jednosmerne struje

Slika 2: Samostalni fotonaponski sistem naizmenične struje

Slika 3: Hibridni fotonaponski sistem Hibridni fotonaponski sistemi Slika 3: Hibridni fotonaponski sistem

Slika 4: Fotonaponski sistem povezan na distributivnu mrežu Fotonaponski sistemi povezani na distributivnu mrežu Slika 4: Fotonaponski sistem povezan na distributivnu mrežu

Fotonaponski sistemi integrisani u krovove i fasade zgrada Slika 5: Fotonaponski elementi postavljeni kao krovna i fasadna konstrukcija

ne zahteva se dodatno zemljište ne zahtevaju dodatne infrastrukturne instalacije obezbeđuje se električna energija u vreme najveće potražnje smanjuje se opterećenje distributivne mreže mogu da zamene konvencionalne građevinske materijale pružaju nove estetske mogućnosti mogu se povezati sa održavanjem, kontrolom i funkcionisanjem drugih instalacija

Prednosti i ograničenja fotonaponskih sistema - pouzdanost - mala potreba za održavanjem - ne utiču štetno na prirodnu okolinu - besplatno gorivo u izobilju - lokalno generisana energija - fleksibilna veličina sistema - lakoća transportovanja Ograničenja - zavisnost od Sunca - visoka cena (1500 €/kW, 0.18 €/kWh) - promenljiva snaga proizvodnje

Projektovanje fotonaponskih sistema povezanih na distributivnu mrežu Slika 6: Fotonaponski sistem povezan na distributivnu mrežu (levo) i načini priključenja (desno)

Slika 7: Priključenje fotonaponskog niza preko DC-DC pretvarača

Slika 8: Karakteristični dnevni dijagrami proizvodnje fotonaponskog sistema i potrošnje

Slika 9: Objašnjenje neuparenosti fotonaponskih modula - naznačena DC snaga pri standardnim uslovima: - snaga koju PV sistem predaje mreži u realnim uslovima eksploatacije: Slika 9: Objašnjenje neuparenosti fotonaponskih modula

- temperatura ćelije u PV modulu, odnosno panelu: - snaga na DC priključcima sistema: - efikasnost invertora:

Slika 10: Efikasnost invertora Pošto fotonaponski panel ne radi sa konstantnom snagom definiše se Euro-efikasnost invertora da bi se izrazila efikasnost u toku celog dana: gde je ηi% efikasnost konverzije pri i% naznačene izlazne snage invertora Slika 10: Efikasnost invertora

Tabela 1: Osnovne karakteristike PV modula velike snage koji se koriste za mrežno povezane sisteme Tabela 2: Osnovne karakteristike nekoliko modela invertora koji se koriste za PV panele vezane na distributivnu mrežu

- dnevna električna energija koja se predaje elektrodistributivnom sistemu izražena preko srednje dnevne insolacije, površine i prosečne dnevne efikasnosti panela: - snaga PV sistema pri iradijaciji od “jednog sunca”: - dnevna električna energija koja se predaje elektrodistributivnoj mreži izražena preko broja sati “zenita sunca”, uz pretpostavku da je ηav=η1-sunce: - dnevna električna energija koja se predaje elektrodistributivnoj mreži izražena preko faktora kapaciteta: - faktor kapaciteta na dnevnom nivou za mrežno povezane PV sisteme:

Analiza efikasnosti PV sistema - η sistema je približno konstantna: koristi se uređaj za optimizaciju radne tačke (MPPT – Maximal Power Point Tracking) - uticaj T i m na efikasnost sistema - u proceni proizvodnje PV sistema treba koristiti maksimalne dnevne temperature Izbor redno-paralelnih veza modula - uklapanje modula u raspoloživi prostor - Nr·Vm u MPPT opsegu napona invertora - VOC max < maksimalnog napona na ulazu invertora - maksimalni napon PV modula se dobija pod pretpostavkom da je TPV=Tambmin

Slika 11: Jednopolna šema fotonaponskog sistema povezanog na distributivnu mrežu

Izbor rasklopne opreme (NEC – National Electrical Code) - podnosivi napon opreme: - maksimalna struja opterećenja:

Projektovanje samostalnih fotonaponskih sistema Analiza potrošnje Tabela 3: Snage i potrošnje energije tipičnih potrošača u domaćinstvu

- ekvivalentna DC snaga potrošnje: - DC napon sistema: - potrošnja izražena u Ah:

Dimenzionisanje akumulatorskih baterija - broj dana korišćenja skladištene energije (za 95% i 99 % dostupnost sistema): Slika 12: Broj dana korišćenja skladištene energije u funkciji broja sati zenita sunca

- amper-sati skladišteni u akumulatorskim baterijama (kapacitet baterija) - nominalni kapacitet baterije (C/20, 250 C) - korisni kapacitet baterije (uvažavanje dozvoljene dubine pražnjena i dostupnog kapaciteta): Slika 13: Maksimalna dubina pražnjenja olovne baterije u zavisnosti od najniže temperature baterije Slika 14: Zavisnost dostupnog kapaciteta baterije od temperature i brzine pražnjenja u odnosu na referentne uslove C/20 i 25ºC

Tabela 4: Olovne akumulatorske baterije sa dubokim ciklusom pražnjenja - broj redno vezanih baterija u grani i broj grana sa baterijama

Dimenzionisanje PV panela - amper-sati iz PV modula na osnovu srednje dnevne insolacije (broja sati zenitnog sunca) - Kulonova efikasnost baterija - η uvažava gubitke zbog zaprljanja i starenje modula - broj redno vezanih modula u grani i broj grana sa modulima - fr predstavlja solarnu frakciju, tj. udeo PV sistema u proizvodnji hibridnog sistema