Przedmiotem badań była typowa prosumencka mikroinstalacja fotowotaiczna (PV) o całkowitej mocy szczytowej 4,26 kWp, dołączona do sieci elektroenergetycznej w centralnej Polsce. Instalacja została zbudowana w 2017 roku i jest rozliczana z operatorem sieci dystrybucyjnej na zasadach Net-Meteringu. W pracy dokonano szczegółowej analizy stopnia autokonsumpcji i samowystarczalnośći energetycznej na podstawie danych z monitoringu instalacji PV oraz godzinowych bilansów energii elektrycznej oddawanej i pobieranej z sieci, udostępnianych przez operatora sieci dystrybucyjnej. W konkluzji zaproponowano wariantową metodę doboru wielkości magazynu energii elektrycznej, który zwiększy stopień autokonsumpcji i samowystarczalnośći energetycznej w bilansie całorocznym dla rozpatrywanego przypadku.
EN
The subject of the study was a typical prosumer photovoltaic (PV) micro-installation with a total peak capacity of 4.26 kWp, connected to the electricity grid in central Poland. The installation was built in 2017 and is billed to the distribution network operator on a Net-Metering basis. The paper makes a detailed analysis of the degree of self-consumption and self-sufficiency in energy, based on monitoring data of the PV installation and hourly balances of electricity given to and taken from the grid, provided by the distribution network operator. It concludes by proposing a variant method for Sizing electricity storage that will increase the degree of autoconsumption and energy self-sufficiency in the year-round balance for the case under consideration.
Photovoltaic (PV) power prediction is vital for efficient and effective solar energy utilization within the energy ecosystem. It enables grid stability, cost savings, and the seamless integration of solar power into the broader energy infrastructure. In this work, previously obtained data on the estimation of the power produced by a PV, which is cooled by L-shaped aluminum fins attached to the backside of the PV at different spacings, is used to predict the power produced by the PV. This is achieved by employing both neural network models and multiple linear regression (MLR) techniques to assess the correlation between power generated by PV with L-shaped aluminum fins and its input variables. Two distinct approaches were employed for this purpose. The first approach involved the conventional MLR model, while the second utilized a neural network, specifically the multilayer perceptron (MLP) model. The estimated outcomes were subsequently compared against the previously measured data. The MLP model showed a great ability to identify the relationship between input and output variables, it was noted. The statistical error study provided evidence of data mining’s acceptable accuracy when using the MLP model. Conversely, the results indicated that the MLR technique exhibited the least ability to estimate the power generated by PV with L-shaped aluminum fins.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przeanalizowano, jak można zoptymalizować współpracę dwóch zaawansowanych systemów: pomp ciepła i fotowoltaiki oraz korzyści płynące z ich implementacji, a także przedstawiono dostępne dotacje, które mogą wesprzeć finansowanie tego rodzaju przedsięwzięć.
EN
The article analyses how to optimize the cooperation of two advanced systems: heat pumps and photovoltaics and the benefits of their implementation. It also presents available subsidies that can support the financing of this type of projects.
Pod względem mocy zainstalowanej PV na jednego mieszkańca Polska zajmuje 4. miejsce w UE. W 2023 roku moc zainstalowana PV wzrosła o 4,6 GW, osiągając łącznie na koniec pierwszego kwartału br. 17,73 GW. Największy przyrost mocy PV nastąpił w farmach powyżej 1 MW, wyhamował natomiast wzrost w segmencie mikroinstalacji.
W artykule poddano dyskusji zagadnienia związane z wielkoskalowym magazynowaniem energii elektrycznej, które według powszechnie głoszonych opinii ma przyczynić się do rozwiązania problemu braku możliwości odbioru nadmiaru generowanej mocy w farmach fotowoltaicznych podczas godzin okołopołudniowych. Na przykładzie odpowiednich wyliczeń pokazano, że takie wielkoskalowe magazynowanie energii elektrycznej jest na obecnym etapie rozwoju techniki po prostu nierealizowalne fizycznie.
EN
The article discusses issues related to large-scale electricity storage, which is widely claimed to contribute to solving the problem of not being able to collect the excess power genera ted in photovoltaic farms during the hours of solar noon. Using the relevant calculations as an example, it is shown that such large-scale electricity storage is simply not physically feasible at the current stage of technological development.
W artykule przedstawiono aktualną sytuację energetyczną Polski i plany polityki energetycznej do 2040 r. Na tym tle omówiono obecną sytuację związaną z rozwojem instalacji fotowoltaicznych w Polsce. W dalszej części omówiono plany polityki energetycznej dotyczące rozwoju instalacji fotowoltaicznych. Ponadto przedstawiono nowe technologie w zakresie budowy paneli fotowoltaicznych oraz ich możliwości montażu.
EN
The article presents the current situation on the Polish energy market and energy policy plans until 2040. The current situation related to the development of photovoltaic installations in Poland is discussed against this background. Further, energy policy plans for the development of photovoltaic installations are discussed. In addition, new technologies in the field of construction of photovoltaic panels and their installation possibilities were presented.
W 2023 r. znowelizowano przepisy prawne dotyczące wykorzystania energii wytworzonej w instalacjach fotowoltaicznych. W artykule opisano, jak ta nowa sytuacja prawna może wpłynąć na rozwój fotowoltaiki, a także realizację koncepcji energetyki rozproszonej.
Instalacje fotowoltaiczne powoli stają się stałym elementem krajobrazu w Polsce. Rosnąca popularność tego rodzaju inwestycji powoduje, że powstaje coraz więcej - zarówno prywatnych instalacji, jak również farm fotowoltaicznych. Powyższe rodzi pytanie - jak obecnie wygląda kwestia lokowania przedsięwzięć tego rodzaju w przypadku braku planu miejscowego. Niniejszy artykuł stanowi syntetyczne ujęcie problematyki dotyczącej ustalenia warunków zabudowy i zagospodarowania terenu dla instalacji fotowoltaicznej. Wiele elementów tej procedury w ostatnich latach było przedmiotem rozbieżności w orzecznictwie sądów administracyjnych. Aktualnie, w zakresie większości tych zagadnień, formułowane są względnie jednolite stanowiska, co pozostaje również zasługą ustawodawcy. Kolejne wyzwania w tym obszarze stawia ostatnia nowelizacja ustawy o planowaniu i zagospodarowaniu przestrzennym, która niewątpliwie będzie miała także wpływ na lokalizowanie farm fotowoltaicznych, a co za tym idzie - na całą branżę fotowoltaiczną.
EN
Photovoltaic systems are becoming a permanent component of the Polish landscape. The growing popularity of such investments makes them more and more numerous, including private systems and photovoltaic farms. This gives rise to the question of the present-day localization choice for such projects if there is no zoning plan. This paper is a synthetic discussion of the problems relating to the determination of the planning permission for a photovoltaic system. Many components of this procedure have brought about discrepant decisions of administrative courts over the years. At present, the opinions are relatively uniform for most of those aspects, which is attributable to the legislators as well. New challenges in this area result from the most recent amendment to the Planning Permission Act which will, undoubtedly, affect the selection of the photovoltaic farm locations and, consequently, the entire photovoltaic sector.
The article details the data obtained from monitoring the photovoltaic (PV) system in 2021-2023, equipped with a module for measuring basic weather parameters. The PV system under consideration, with a peak output of 3.2 kWp, is connected to the electricity grid and is mounted on the flat roof of the building. The annual relative yields of the generated energy were about 10% less than estimated, and their monthly distributions were asymmetric. In the "summer" months (i.e., from April to September), the PV system generated, on average, about 75% of the whole year’s energy. The histograms of the PV system's active power output showed that, on average, about 40% of the time, the PV inverter operated in underloaded mode. For selected weather conditions measured on site, a regression analysis was conducted with the active output power of the PV system. The main objective of the work was to develop a comprehensive method for analysing PV plant monitoring data and the impact of weather conditions on its performance. The proposed method was realized as a case study for central Poland but can be implemented anywhere.
W artykule opisano standardowe tryby sterowania napięciem z poziomu falownika instalacji fotowoltaicznych, bazujące na poborze mocy biernej i ograniczeniu generowanej mocy czynnej. Wykonano symulacje pracy sieci z dużą liczbą instalacji PV, przy zastosowaniu różnych trybów sterowania napięciem oraz z uwzględnieniem działania zabezpieczeń nadnapięciowych. Wykazano, że łączone tryby Q(U)+P(U) oraz cosφ(P)+P(U) pozwalają uzyskać najlepsze rezultaty eliminacji negatywnego zjawiska wzrostu napięcia.
EN
The article describes standard voltage control modes in the inverter of a PV installation, based on reactive power consumption and limiting the generated active power. Simulations were made for a network with a large number of PV installations, using different voltage control modes and taking into account the operation of overvoltage protections. It has been shown that for the combined modes Q(V)+P(V) and cosφ(V)+P(V)the best results of eliminating the negative phenomenon of voltage increase are obtained.
W ostatnim czasie zwiększył się udział przeznaczonych prefabrykowanych stacji wnętrzowych SN/nn w instalacjach fotowoltaicznych. Wzrosła również liczba transformatorów suchych przyłączanych w takich stacjach. We wnętrzowych stacjach transformatorowych SN/nn przeznaczonych na potrzeby fotowoltaiki występuje odmienny przepływ energii elektrycznej, inny jest też profil odbioru przyłączonego do tych stacji. Przed projektantem stoją nowe wyzwania, szczególnie w zakresie przyjęcia do projektowania średniej temperatury oraz doboru klasy obudowy wnętrzowej stacji transformatorowej SN/nn, a także prawidłowego doboru parametrów transformatorów. W ostatnim czasie miały miejsce pierwsze awarie w stacjach transformatorowych SN/nn z transformatorami suchymi. Wymusza to potrzebę jeszcze głębszej weryfikacji wytycznych oraz założeń do projektowania takich stacji.
EN
Recently, the share of dedicated prefabricated MV/LV indoor substations in photovoltaic installations has increased. The number of dry-type trans- formers connected in such substations has also increased. In indoor MV/LV transformer substations dedicated to the needs of photovoltaics, there is a different flow of electricity, and the load profile connected to these stations is also different. The designer faces new challenges, in particular with regard to the adoption of the average temperature for designing and the selection of the class of the MV/LV transformer substation indoor enclosure, as well as the correct selection of transformer parameters. Recently, the first failures occurred in MV/LV transformer stations with dry-type transformers. This forces the need for an even deeper verification of the guidelines and assumptions for the design of such stations.
12
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The growing interest in the application of photovoltaics in construction resultsin solutions based on the concept of integration with the architecture of thebuilding. This means that the challenge lies not only in the technical integrationitself but in accordance with the concept of building integrated photovoltaics(BIPV), integration results in closer ties with architecture. The following article aims to determine the current possibilities with regard tothe integration of PV technology with the building (narrowed down to the useof PV cells and PV modules) and, consequently, the role of BIPV in modernarchitecture in terms of aesthetics and functionality, including the relationship ofthe building with the environment. The paper offers an architectural perspectiveon the problem while omitting detailed technological issues. To illustrate the considerations, carefully selected design examples (includingthose developed by the author) are used, which enable these possibilities to bedefined across a broad spectrum. Research prompts the conclusion that the development of biPv strengthensthe relationship between Pv technology and architecture, both in terms ofaesthetics and utility. This relationship is synergistic and stimulates the paralleldevelopment of Pv technology as architectural solutions.
13
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Dokonano przeglądu metod wytwarzania zielonego wodoru z wykorzystaniem odnawialnych surowców i źródeł energii. W szczególności przedstawiono przemysłowe procesy elektrolizy wody, prowadzonej w elektrolizerach zasilanych energią słoneczną lub energią turbin wiatrowych, oraz procesy konwersji organicznych odpadów (w tym komunalnych) do wodoru.
EN
A review, with 65 refs., of methods for prodn. of H₂ by using renewable raw material and energy sources. In particular, industrial processes for electrolysis of H₂O with renewable elec. energy (photovoltaics or wind farms) and for org. waste-to-H₂ conversion were taken into consideration.
Poważnym wyzwaniem naszego wieku jest globalne zapewnienie rozwoju zrównoważonego we wszystkich dziedzinach życia. Rozwój zrównoważony (sustainability) jest problemem egzystencjonalnym „być albo nie być” naszej planety, stąd konieczność wykorzystywania odnawialnych źródeł energii, ale przede wszystkim jest to problem finansowy, zarówno w skali makroekonomicznej jak też dotykającym każdego człowieka. Gwałtownie rosnące ceny energii są jednym z kluczowych aspektów budowania obiektów energooszczędnych lub samowystarczalnych energetycznie. Coraz powszechniejsze stają się instalacje fotowoltaiczne oraz pompy ciepła, których celem jest redukcja kosztów użytkowania obiektu oraz czynny udział w tworzeniu samowystarczalnej energetycznie gospodarki. Celem niniejszego artykułu jest analiza kosztów użytkowania wybranego obiektu budowlanego w przypadku zastosowania fotowoltaiki wraz z technologią pompy ciepła oraz porównanie ich z kosztami korzystania z innej formy ogrzewania. Do kalkulacji przyjęto średnie wartości cen w bieżącym roku oraz zasady rozliczeniowe funkcjonujące od stycznia 2022 r. Kalkulację przeprowadzono na konkretnym ośrodku, o powierzchni 620 m2.
EN
The serious challenge of our century is to ensure sustainable development globally in all areas of life. Sustainability is an existential problem „to be or not to be” of our planet, hence the need to use renewable energy sources, but above all it is a financial problem, both on a macroeconomic scale and affecting every human being. Rapidly rising energy prices are one of the key aspects of building energy-saving or energy self-sufficient buildings. Photovoltaic installations and heat pumps are becoming more and more common, the purpose of which is to reduce the costs of using the facility and actively participate in creating an energy self-sufficient economy. The purpose of this article is to analyze the costs of using a selected building in the case of using photovoltaics with heat pump technology and comparing them with the costs of using another form of heating. The average price values in the current year and the settlement rules applicable from January 2022 were used for the calculation. The calculation was carried out for a specific resort with an area of 620 m2.
15
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
A sudden gain of power installed in Polish photovoltaics during the recent years has been undoubtedly a great surprise for all. From the marginal position few years ago photovoltaics has become the unquestionable leader in respect of the installed power value from among the different types of renewable electric energy sources. It is anticipated that in the current year, the total value of power installed in Polish photovoltaic system will exceed value of 15 GW, leaving far behind – in this respect - wind energetics, even not mentioning other renewable sources of electric energy. Obtaining such high results was mainly possible owing to the state subsidies, developed governmental programs but also to a common enthusiasm which was the share of broad masses of our society – possessing of own power plant on the roof of one’s house became, at a certain moment, something fashionable and also, something which the majority of the owners of single family houses wanted to possess (at least to impress the neighbours). A specific euphoria which appeared in connection with the photovoltaics causes that there are announced extremely ambitious plans for its further development and the anticipated future values of the power installed in the photovoltaic panels make you feel dizzy. During the mentioned discussions, we forget that the heat power plants in Poland still constitute the basis of functioning of electric energy system. They produce still more than ca. ¾ of electric energy, produced in our country. Meanwhile, we may often and often meet the publicly announced opinion that heat power plants are no longer necessary because in the nearest future, the decided majority of the electric energy consumed in the country will come only and exclusively from renewable sources; the supreme role will be, of course, played by photovoltaics. Indeed, according to the respective decisions, which were once undertaken by the governmental authorities, most of the Polish coal-fired power plants will cease completely their activity as soon as during the nearest several years. The authors of the present paper undertake the attempt to answer the question: whether photovoltaics will be able to replace, in the future, Polish heat power plants, intended for liquidation. The answer to such question is univocally negative and not only due to the seasonality of electric energy production in photovoltaic installations but, first of all, due to the impossibility to introduce a very high power (order of tens of gigawatts) to electric network at the peak moment of its generation in photovoltaic installations. The necessary balancing of such high levels of power in the national electro-energetic system is also impossible. The authors try also to give the answer to the question: where we are now in respect of the degree of advancement of investments in photovoltaics and in connection with it, how much electric power may be additionally installed in Polish photovoltaic power plants. The next problem, undertaken by the authors is the attempt to estimate what percentage of the national demand on electric energy may be covered from photovoltaic installations, with the simultaneous economic justification.
PL
Gwałtowny przyrost w ostatnich latach mocy zainstalowanej w polskiej fotowoltaice był bez wątpienia dla wszystkich sporym zaskoczeniem. Z pozycji jeszcze kilka lat temu wyraźnie marginalnej fotowoltaika wysunęła się obecnie pod względem wartości mocy zainstalowanej na niekwestionowanego lidera spośród różnego rodzaju odnawialnych źródeł energii elektrycznej. Przewiduje się, że w bieżącym roku całkowita wartość mocy zainstalowanej w polskiej fotowoltaice przekroczy wartość 15 GW, daleko dystansując pod tym względem energetykę wiatrową, a o innych odnawialnych źródłach energii elektrycznej nawet nie wspominając. Uzyskanie tak wysokiego wyniku stało się możliwe głównie dzięki dotacjom państwowym, rozbudowanym programom rządowym, ale także poprzez zwykły entuzjazm, który udzielił się szerokim masom naszego społeczeństwa - posiadanie na dachu jednorodzinnego domku własnej elektrowni stało się w pewnym momencie po prostu czymś modnym, a także czymś, co większość właścicieli budynków jednorodzinnych chciałaby koniecznie posiadać, chociażby po to, aby zaimponować swoim sąsiadom. Swoista euforia, która zapanowała wokół fotowoltaiki powoduje, że powszechnie głoszone są niezwykle ambitne plany dalszego jej rozwoju, a przewidywane w przyszłości wartości mocy zainstalowanej w panelach fotowoltaicznych przyprawiają wręcz o zawrót głowy. Podczas tego rodzaju dyskusji zapomina się, że w Polsce elektrownie cieplne nadal stanowią podstawę funkcjonowania systemu elektroenergetycznego i to właśnie w nich wytwarzane jest nadal około trzech czwartych produkowanej w naszym kraju energii elektrycznej. Tymczasem coraz częściej można spotkać się z wygłaszanymi na forum publicznym opiniami, że elektrownie cieplne nie są nam już więcej potrzebne, ponieważ w najbliższej przyszłości zdecydowana większość konsumowanej w kraju energii elektrycznej pochodziła będzie tylko i wyłącznie ze źródeł odnawialnych, gdzie oczywiście nadrzędną rolę odgrywać będzie fotowoltaika. Istotnie, zgodnie z ustaleniami, która zapadły swego czasu na szczeblu rządowym zdecydowana większość polskich elektrowni cieplnych opalanych węglem kamiennym bądź brunatnym ma przestać całkowicie istnieć już w przeciągu najbliższych kilkunastu lat. Autorzy artykułu podejmują próbę udzielenia odpowiedzi na pytanie, czy fotowoltaika będzie mogła w przyszłości zastąpić przeznaczone do likwidacji polskie elektrownie cieplne. Odpowiedź na tak postawione pytanie jest jednoznacznie negatywna i to nie tylko z powodu sezonowości produkcji energii elektrycznej w instalacjach fotowoltaicznej, ale przed wszystkim z powodu niemożności wprowadzenia do sieci elektroenergetycznych mocy rzędu dziesiątek gigawatów w szczycie jej produkcji w instalacjach fotowoltaicznych oraz niewykonalności koniecznego zbilansowania tak wielkich poziomów mocy w krajowym systemie elektroenergetycznym. Autorzy usiłują także udzielić odpowiedzi na pytanie, w jakim miejscu pod względem stopnia zaawansowania inwestycji w fotowoltaikę obecnie się znajdujemy i w związku z tym, ile mocy elektrycznej można w polskich elektrowniach fotowoltaicznych jeszcze dodatkowo zainstalować. Kolejną kwestią poruszoną przez autorów, jest próba oszacowania, jaki procent krajowego zapotrzebowania na energię elektryczną można maksymalnie pokryć z instalacji fotowoltaicznych, aby tego rodzaju postępowanie było jeszcze w jakikolwiek sposób uzasadnione ekonomicznie.
This article introduces a laboratory-scale concept and research on photovoltaic (PV) modules designed for building integrated photovoltaics (BIPV) market, with enhanced architectural aesthetics and no protective glass. The proposed concept involves replacing a typical glass protective and load-bearing element of PV modules with an ethylene tetrafluoroethylene (ETFE) foil while using an aluminium sheet as a load-bearing element in the system. To further enhance the visual appeal of the solution, special modifications were proposed to the geometry of the front security foil. To confirm the feasibility of the proposed concept for mass production, critical tests were conducted on the material system and the process of modifying the surface of the ETFE foil. These tests included evaluating adhesion strength between layers, optical transmission coefficients, and electrical parameters of the developed PV modules. Additionally, the effect of the ETFE film modification on the formation of micro-cracks in solar cells was also investigated.
Inwestycje w odnawialne źródła energii to jedna z dróg rozwoju sektora energetycznego. Polska ma w tym zakresie ogromny potencjał - już do 2030 r. aż 50% zapotrzebowania na energię elektryczną w kraju mogłoby zostać pokryte z odnawialnych źródeł energii. Ustawą z dnia 17 sierpnia 2023 r. o zmianie ustawy o OZE oraz niektórych innych ustaw (Dz. U. z 2023 r. poz. 1762), która weszła w życie 1 października 2023 r., ustawodawca wprowadził szereg zmian, w tym m. in. w ustawie o odnawialnych źródłach energii, chcąc wyjść naprzeciw oczekiwaniom rynku. Zmiany te dotknęły także sektor fotowoltaiki. Nie ulega bowiem wątpliwości, że filarem sektora OZE w Polsce pozostają w dalszym ciągu źródła solarne, stanowiąc jednocześnie ponad połowę mocy zainstalowanej OZE - prawie 57%.
Ustawa z dnia 7 lipca 2023 r. o zmianie ustawy o planowaniu i zagospodarowaniu przestrzennym oraz niektórych innych ustaw (Dz.U. 2023 poz. 1688), dalej jako: „Nowelizacja” przyniosła duże zmiany nie tylko w kontekście ogólnych przepisów planistycznych wprowadzając plan ogólny, który jest aktem prawa miejscowego w miejsce niebędącego źródłem prawa powszechnie obowiązującego studium uwarunkowań i kierunków zagospodarowania przestrzennego. Uchwalone zmiany dotykają również zagadnień planistycznych dotyczących lokalizacji odnawialnych źródeł energii.
19
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule skoncentrowano się na często pomijanym temacie: trwałości, długowieczności i kompatybilności platformy montażowej systemów fotowoltaicznych z dachem.
EN
The article focuses on a frequently overlooked topic: the durability, longevity of the construction platform, as well as compatibility of photovoltaic systems with metal roofs.
20
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono główne założenia międzynarodowego projektu realizacji systemu En-ActivETICS, czyli fotowoltaiki zintegrowanej z systemem ociepleń ETICS. Zaprezentowano dwa warianty montażu: realizację w całości na placu budowy oraz realizację z wykorzystaniem elementów prefabrykowanych, a także zalety i wady każdego z nich. Sformułowano praktyczne wnioski płynące z przeprowadzonych badań.
EN
The article presents the main assumptions of the international project concerning implementation of the En-ActivETICS system, i.e. photovoltaics integrated with the ETICS insulation system. Two assembly variants were presented: installation carried out entirely on the construction site and installation using prefabricated elements, as well as the advantages and disadvantages of each of them. Practical conclusions from the research were formulated.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.