Badanie efektywności pracy fotowoltaicznego systemu „off-grid” w warunkach zimowo-wiosennych dla Lubelszczyzny

• Autorzy: Krawczak E. , Gułkowski S. , Olchowik J. M.

Identyfikatory

DOI

10.7862/rb.2014.98

Warianty tytułu

EN

Research work the efficiency of the photovoltaic system off-grid in the Lublin province during winter/spring conditions

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule poruszono tematykę związaną z zastosowaniem autonomicznego systemu fotowoltaicznego „off-grid” na Lubelszczyźnie. W Polsce istnieją dobre warunki do wykorzystania energii słonecznej. Lubelszczyzna charakteryzuje się występowaniem niezwykle korzystnych warunków do wytwarzania energii elektrycznej, z wykorzystaniem konwersji fotowoltaicznej. Praca systemu fotowoltaicznego „off-grid” zwanego autonomicznym, opiera się wyłącznie na energii, którą system sam generuje. System ten nie jest podłączony do sieci przesyłowej i znajduje zastosowanie w miejscach, gdzie niemożliwe jest doprowadzenie okablowania sieci elektroenergetycznej. Celem rzeprowadzonych badań było określenie efektywności pracy autonomicznego systemu fotowoltaicznego „off-grid” w okresie wiosenno-zimowym dla Lubelszczyzny. Okres ten został wybrany ze względu na najbardziej niekorzystne warunki nasłonecznienia. Badania zostały przeprowadzone w specjalnie do tego celu stworzonym układzie pomiarowym, zlokalizowanym w kampusie Politechniki Lubelskiej, obejmującym moduł fotowoltaiczny o mocy 100 Wp, regulator ładowania, magazyn energii elektrycznej 12V o pojemności 33Ah oraz obciążenia. Rezultaty badań przedstawione zostały w postaci wykresów mocy w funkcji czasu dla wybranych obciążeń układu. Zbadano napięcie oraz natężenie w układzie obciązenia, uzysk energii produkowanej przez ogniwo PV w poszczególnych dniach, czas ładowania oraz rozładowywania akumulatora w zależności od wielkości podłączonego obciążenia i warunków atmosferycznych. Na podstawie przeprowadzonych badań wywnioskowano, że poziom uzysku energii elektrycznej z modułów PV jest uzależniony od warunków atmosferycznych, lokalizacji modułu PV oraz kąta padania promieni słonecznych a także od wielkości obciążenia układu przez odbiorniki energii.

EN

The paper discusses issues related to the use of autonomous system off-grid in the Lublin province. In Poland there are good conditions for the use of solar energy by changing the type and properties of systems using the energy. Lubelszczyzna has good conditions for the generation of electricity using photovoltaic conversion. Work of photovoltaic system "off-grid" called also autonomous, based solely on the energy produced by himself. This system is not connected to the grid and is used in places where it is impossible to supply electricity network cabling. The aim of this study was to determine efficiency of autonomous photovoltaic system off-grid in the Lublin province during winter/spring conditions. This period was chosen because of the most unfavorable conditions of sunlight. The tests were conducted in a specially designed measuring system, located on the Lublin University of Technology campus, including a photovoltaic module with a capacity of 100 Wp, charge controller, storage of electricity 12V with capacity 33 Ah and load. The results of tests are shown in graphs of power versus time for the selected load. The tension and intensity of the system load, value of energy produced by the PV cell for each day, the time of charging and discharging the battery - depending on the size of the connected load - and atmospheric conditions were examined. The results show that the level of energy produced by photovoltaic cells depends on weather conditions, location of the photovoltaic cells and the angle of the sun, as well as the size of the system load. The results have confirmed that fixing off-grid installations in the Lublin Province is effective, even in the most adverse weather conditions.

Słowa kluczowe

PL

energia odnawialna; system fotowoltaiczny; układ autonomiczny; efektywność; okres wiosenno-zimowy; Lubelszczyzna

EN

renewable energy; photovoltaic system; autonomous system; efficiency; winter-spring period; Lublin province

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture
• Rocznik: 2014
• Tom: z. 61, nr 3/II
• Strony: 317--328
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., il.

Twórcy

autor

Krawczak E.

• Politechnika Lubelska, Wydział Inżynierii Środowiska

autor

Gułkowski S.

• Politechnika Lubelska, Wydział Inżynierii Środowiska

autor

Olchowik J. M.

• Politechnika Lubelska, Wydział Inżynierii Środowiska

Bibliografia

• [1] Klugmann-Radziemska E.: Fotowoltaika w teorii i praktyce, Wydawnictwo BTC, Legionowo 2010;
• [2] Nofuentes G i inni.: PVS in Bloom: podręcznik techniczny: instalowanie naziemnych farm fotowoltaicznych na terenach marginalnych, Wydawnictwo Politechniki Lubleskiej, Lublin 2011;
• [3] Stryczewska D.: Energie odnawialne. Przegląd technologii i zastosowań, Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej, Lublin 2012;
• [4] Szymański B.: Instalacje fotowoltaiczne. Teoria, praktyka, prawo, ekonomika. Wydawnictwo GLOBEnergia, Kraków 2013;
• [5] J.M. Olchowik, I. Jóźwik, R. Tomaszewski, D. Szymczuk, J. Adamczyk, T. Cieplak, K. Zabielski, J. Mucha, Optimization of work conditions of solar cells in hybrid solar system under conditions of Southeast Poland, Technical Digest of the International PVSEC-14, Bangkok, Thailand 26-30 January 2004, vol. I, p.495;
• [6] J.M. Olchowik, K.Cieslak, S. Gulkowski, I. Jozwik, J. Banas, G. Olchowik, K. Zabielski, J. Adamczyk, R. Tomaszewski, Comparative analysis of solar cells efficiency in stationary and navigated hybrid systems under southeast Poland conditions, IEEE 2006 Proc. of 4th World Conference on Photovoltaic Energy Conversion, Waikoloa, Hawaii, 7-12 May 2006, 2506;
• [7] J.M. Olchowik, S. Gulkowski, K. Cieslak, I. Jozwik, J. Banas, S. Olchowik, A. Zdyb, D. Szymczuk, J. Adamczyk, R. Tomaszewski, K. Zabielski, J.Mucha, T. Cieplak, Comparative study of the solar modules performance in the hybrid system in Southeasterly Poland during first two years of exploitation, Proc. of 21th European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition, 4-8 September 2006, Dresden (Germany), 3049;
• [8] J.M.Olchowik, S.Gulkowski, K.Cieslak, S.Olchowik, K.Zabielski, I.Jozwik, D.Szymczuk, J.Adamczyk, R.Tomaszewski, Analysis of the influence of diffuse solar radiation on the efficiency of photovoltaic conversion at south-eastern Poland conditions, Proc. of 21th European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition, 3-7 September 2007, Milan (Italy), 3238.;
• [9] J. Banaś, R. Tomaszewski, J.M. Olchowik, Komputerowe sterowanie układem „follow the sun” modułów PV Politechniki Lubelskiej, W monografii: „Rachunek Globalny a Przyszłość Informatyki” (red. J.M. Olchowik), Wydawnictwa Naukowe Państwowej Wyższej Szkoły Zawodowej w Białej Podlaskiej, Biała Podlaska 2004, str. 188;
• [10] S. Olchowik, J.M. Olchowik, DELPHI jako środowisko monitoringu pracy ogniw fotowoltaicznych, W monografii: „Rachunek Globalny a Przyszłość Informatyki” (red. J.M. Olchowik), Wydawnictwa Naukowe Państwowej Wyższej Szkoły Zawodowej w Białej Podlaskiej, Biała Podlaska 2004, str. 180.