Analiza efektywności energetycznej oraz rozkładu mocy wyjściowej falownika dla mikroinstalacji fotowoltaicznej w aspekcie procesu projektowania

• Autorzy: Sarniak Mariusz

Warianty tytułu

EN

Analysis of energy efficiency and inverter output power distribution for photovoltaic micro-installation in the aspect of the design process

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Fotowoltaika jako proces konwersji promieniowania słonecznego bezpośrednio w energię elektryczną za pomocą ogniw słonecznych jest jednym z najważniejszych odnawialnych źródeł energii. W pracy przeanalizowano wytwarzanie energii elektrycznej z mikroinstalacji fotowoltaicznej, zlokalizowanej w centralnej Polsce, o maksymalnej mocy szczytowej 1,56 kWp, w ciągu dwunastu pełnych miesięcy w latach 2018-2019. Przedstawiona mikroinstalacja fotowoltaiczna to system typu On-Grid, dołączony do sieci elektroenergetycznej niskiego napięcia, a generator fotowoltaiczny zbudowany jest z sześciu najczęściej używanych rodzajów modułów fotowoltaicznych z krzemu polikrystalicznego. Wyniki pomiarów podzielono na procentowe ilości wytworzonej energii w dwóch przedziałach czasowych: miesiącach „letnich” od kwietnia do września oraz pozostałych uznanych za „zimowe”. Przeanalizowano także rozkład mocy wyjściowej falownika dla mikroinstalacji fotowoltaicznej. Celem tej analizy było oszacowanie rzeczywistej dopuszczalnej wielkości współczynnika NPR (Nominal Power Ratio), zdefiniowanego jako stosunek mocy szczytowej generatora PV do mocy nominalnej falownika, z uwzględnieniem jego sprawności. Przeprowadzono również testy symulacyjne, które pozwoliły oszacować optymalną liczbę modułów PV połączonych szeregowo w mikroinstalacji PV.

EN

Photovoltaic as a process of converting solar radiation directly into electricity using solar cells is one of the most important renewable energy sources. The paper analyzes the electricity generation from photovoltaic micro-installation, located in central Poland, with a maximum peak power of 1.56 kWp, within twelve full months in 2018-2019. The PV micro-installation presented is a system On-Grid, connected to a low volt-age power network, and the PV generator is built from the six most commonly used types of PV modules from polycrystalline silicon. The results of the measurements were divided into percentage amounts of generated energy in two time intervals: "summer" months from April to September and others recognized as "winter". They were also analysed output power distribution of the inverter for photovoltaic micro-installation. The purpose of this analysis was to estimate the real acceptable size of the NPR (Nominal Power Ratio) coefficient, defined as the ratio of the peak power of the PV generator to the nominal power of the inverter taking into account its efficiency. Simulation tests were also carried out, which allowed to estimate the optimal number of PV modules connected in series in the PV micro-installation.

Słowa kluczowe

PL

efektywność energetyczna; falownik; fotowoltaika; mikroinstalacja fotowoltaiczna; rozkład mocy

EN

energy efficiency; inverter; photovoltaic; photovoltaic micro-installation; power distribution

• Wydawca: KAPRINT
• Czasopismo: Rynek Energii
• Rocznik: 2020
• Tom: Nr 2
• Strony: 37--43
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Sarniak Mariusz

• Politechnika Warszawska Filia w Płocku, Wydział Budownictwa, Mechaniki i Petrochemii

Bibliografia

• [1] European Commission: PVGIS - Photovoltaic Geographical Information System. Adres URL: https://re.jrc.ec.europa.eu/pvg_tools/en/tools.html [dostęp: 15.11.2019].
• [2] Green M.A., Dunlop E.D., Levi D.H., Hohl-Ebinger J., Yoshita M., Ho-Baillie A.W.Y.: Solar cell efficiency tables (version 54). Prog. Photovoltaics Res. Appl. 2019, nr 27, str. 565-575.
• [3] Hegedus S., Luque A.: Handbook of Photovoltaic Science and Engineering (Second Edition). John Wiley & Sons Ltd, San Francisco, 2011.
• [4] Messenger R.A., Ventre A.: Photovoltaic Systems Engineering (Fourth Edition). CRC Press Taylor & Francis Group, New York, 2017.
• [5] Pliński M.: Przewymiarowanie instalacji PV względem mocy falowników. Magazyn Fotowoltaika 2019, nr 3, str. 20-22.
• [6] Pstraś L.: Metodyka analizy rentowności inwestycji fotowoltaicznych. Rynek Energii 2014, nr 1(110), str. 129-139.
• [7] Richter A, Hermle M, Glunz S.W.: Reassessment of the Limiting Efficiency for Crystalline Silicon Solar Cells. IEEE J. Photovoltaics 2013, nr 3, str. 1184-1191.
• [8] Sarniak M.: Systemy fotowoltaiczne. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 2019.
• [9] SMA. Sunny Boy 1.5/2.0/2.5 - Nowa klasa mocy do niewielkich instalacji fotowoltaicznych - Dane techniczne. Adres URL: https://files.sma.de/dl/26198/SB15-25-DPL1915-V32web.pdf [dostęp: 30.11.2019].
• [10] SMA. Sunny Design - aplikacja on-line do projektowania instalacji PV. Adres URL: https://www.sunnydesignweb.com [dostęp: 27.11.2019].
• [11] SMA. Sunny Portal, Adres URL: https://www.sunnyportal.com [dostęp: 28.11.2019].
• [12] SolarWorld. Sunmodule Plus - SW 260 poly - Data sheet. Adres URL: http://www.tehnosat.ro/pdf/PVmodules/SW_poly_260.pdf [dostęp: 30.11.2019].
• [13] Swanson R.M.: A vision for crystalline silicon photovoltaics. Progress in Photovoltaics: Research and Applications 2006, nr 14, str. 443-453.
• [14] Ustawa z dnia 20 lutego 2015 r. o odnawialnych źródłach energii. Dz.U. 2015 poz. 478, str. 128.
• [15] Żdanowicz T.: Współczesne krystaliczne ogniwa i moduły krzemowe - budowa, sprawności i perspektywy. Cz. I. Ogniwa. Magazyn Fotowoltaika 2018, nr 2, str. 12-16.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).