Design of complex energy systems (thin film photovoltaics, collectors, heat pumps and energy storage)

• Autorzy: Dyndał Katarzyna , Marszałek Konstanty W. , Kąkol Zbigniew

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2022.09.57

Warianty tytułu

PL

Projektowanie złożonych systemów energetycznych (fotowoltaika cienkowarstwowa, kolektory, pompy ciepła i magazyn energii)

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents a method for obtaining photovoltaic thin films and simulation results of complex power systems. Photovoltaic thin films were obtained using the magnetron sputtering method. Simulations of complex power systems consisting of thin photovoltaic modules, energy storage and a heat pump have been performed. The capabilities of one of the most powerful design software such as Vela Solaris Polysun software were presented by showing chosen the simulation results.

PL

W pracy przedstawiono metodę otrzymywania cienkich fotowoltaicznych warstw oraz wyniki symulacji złożonych systemów elektroenergetycznych. Cienkie warstwy fotowoltaiczne otrzymano za pomocą metody rozpylania magnetronowego. Wykonano symulację złożonych systemów energetycznych składających się z cienkowarstwowych modułów fotowoltaicznych, akumulatorów i pompy ciepła. Przedstawiono możliwości jednego z najbardziej zaawansowanych programów projektowych, jakim jest oprogramowanie Polysun firmy Vela Solaris na przykładzie wybranych wyników symulacji.

Słowa kluczowe

EN

thin film; magnetron sputtering; photovoltaic; electric power system; energy analysis; PolySun

PL

cienkie warstwy; rozpylanie magnetronowe; fotowoltaika; system elektroenergetyczny; analiza energetyczna; PolySun

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2022
• Tom: R. 98, nr 9
• Strony: 243--246
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys.

Twórcy

autor

Dyndał Katarzyna

• AGH University of Science and Technology, Institute of Electronics, Al. Mickiewicza 30, Kraków

• https://orcid.org/0000-0003-2874-5760

autor

Marszałek Konstanty W.

• AGH University of Science and Technology, Institute of Electronics, Al. Mickiewicza 30, Kraków, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-0564-5743

autor

Kąkol Zbigniew

• AGH University of Science and Technology, Department of Solid State Physics, Al. Mickiewicza 30, Kraków, Poland

Bibliografia

• [1] Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems and PSE Projects GmbH, “Photovoltaics Report -2022- Fraunhofer ISE,” no. February, pp. 1–52, 2022.
• [2] G. M. Wilson et al., “The 2020 photovoltaic technologies roadmap,” J. Phys. D. Appl. Phys., vol. 53, pp. 1–47, 2020, doi: 10.1088/1361-6463/ab9c6a.
• [3] K. Dyndał, J. Sanetra, and K. W. Marszalek, “Study of the second-generation of CdTe and CIGS thin film PV modules under natural sunlight conditions,” Renew. Energy Power Qual. J., vol. 19, no. 19, pp. 379–384, 2021, doi: 10.24084/repqj19.298.
• [4] K. Ungeheuer et al., “Influence of Cr Ion Implantation on Physical Properties of CuO Thin Films,” Int. J. Mol. Sci., vol. 23, pp. 1–14, 2022, doi: 10.3390/ijms23094541.
• [5] F. Galizia, M. Gallina, and E. Garzone, “Simulation of solar domestic hot water (DHW) instalation - Polysun,” 2016. doi: 10.13140/RG.2.2.19151.48809.
• [6] D. Gonz, I. Garc, and M. I. Dieste-velasco, “Photovoltaic Prediction Software: Evaluation with Real Data from Northern Spain,” Appl. Sci., vol. 11, pp. 1–14, 2021, doi: https://doi.org/10.3390/ app11115025.
• [7] D. Gonz, I. Garc, and M. I. Dieste-velasco, “Photovoltaic Prediction Software: Evaluation with Real Data from Northern Spain,” Appl. Sci., vol. 11, pp. 1–14, 2021.
• [8] J. Koke, A. Schippmann, J. Shen, X. Zhang, P. Kaufmann, andS. Krause, “Strategies of design concepts and energy systems for nearly zero-energy container buildings (NZECBs) in different climates,” Buildings, vol. 11, no. 8, 2021, doi: 10.3390/buildings11080364.
• [9] M. Berger, B. Schroeteler, H. Sperle, P. Püntener, T. Felder, and J. Worlitschek, “Assessment of residential scale renewable heating solutions with thermal energy storages,” Energy, vol. 244, pp. 1–14, 2022, doi: 10.1016/j.energy.2021.122618.
• [10] R. Sharma and L. Gidwani, “Grid connected solar PV system design and calculation by using PV∗SOL premium simulation tool for campus hostels of RTU Kota,” in 2017 InternationalConference on Circuit, Power and Computing Technologies (ICCPCT), 2017, pp. 1–5, doi: 10.1109/ICCPCT.2017.8074315.
• [11] P. J. Axaopoulos, E. D. Fylladitakis, and K. Gkarakis, “Accuracy analysis of software for the estimation and planning of photovoltaic installations,” Int. J. Energy Environ. Eng., vol. 5, pp. 1–7, 2014, doi: 10.1186/2251-6832-5-1.
• [12] P. Jelínek, J. Sedlák, and B. Lišková, “Comparison of polysun simulation with direct measurements of solar thermal system in rapotice,” Adv. Mater. Res., vol. 1041, pp. 158–161, 2014, doi: 10.4028/www.scientific.net/AMR.1041.158.
• [13] A. A. R. Abdel-Aty, A. R. Nassief, M. Mikhail, H. M. Elsharkawy, R. Ghannam, and A. S. G. Khalil, “Solar Thermal Collector Education using Polysun Simulations Software,” Transnatl. Eng. Educ. using Technol. (TREET 2020), no. August, pp. 1–4, 2020, doi: 10.1109/TREET50959.2020.9189749.
• [14] Vela Solaris, User Manual. Polysun Software. Vela Solaris AG, 2020.
• [15] R. Bornatico, M. Pfeiffer, A. Witzig, and L. Guzzella, “Optimal sizing of a solar thermal building installation using particle swarm optimization,” Energy, vol. 41, pp. 31–37, 2012, doi: 10.1016/j.energy.2011.05.026.
• [16] R. Džiugaitė-Tumėnienė and G. Streckienė, “Solar hot waterheating system analysis using different software in single family house,” 9th Int. Conf. Environ. Eng. ICEE 2014, vol. enviro.201, pp. 1–9, 2014, doi: 10.3846/enviro.2014.258.
• [17] Meteonorm, Meteonorm, Global Meteorrological Database. Software and Data for Engineers, Planners and Education, 7th ed. 2012.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).