Przeprowadzono analizę pracy instalacji trybrids, obejmującej system fotowoltaiczny, turbiny wiatrowe oraz uzupełniający ewentualne niedobory energii, generator propanowy. System trybrids zastosowano do zasilania latarni sygnalizacyjnej „morskiej” oraz stacji meteorologicznej na jeziorze Lake Superior. Ze względu na specyficzne warunki pracy, zlokalizowana na amerykańskiej wyspie Granite Island instalacja, wyposażona jest również w akumulatory energii elektrycznej i rozbudowany system monitoringu i sterowania. Monitoring bazuje na pracy 8 kamer i dostarcza dane do bazowej stacji komputerowej oraz stacji pogodowej Davisa. Dane pogodowe są weryfikowane w odstępach dziesięciominutowych.
EN
An analysis of the operation of the installation of trybrids, including the photovoltaic system, wind turbines and propane generator, supplementing potential energy shortages, was carried out. The trybrids system was used to power the lighthouse and meteorological station. Due to the specific working conditions, the plant is located on the American Granite Island, is also equipped with electric energy batteries and an extensive monitoring and control system. Monitoring is based on the work of 8 cameras and provides data to the base computer station and Davis weather station. Weather data is verified in tenminute intervals.
Przeprowadzono analizę pracy instalacji fotowoltaicznej nadachowej o mocy 5,5 kWp, pracującej w systemie on-grid, w kontekście jej efektywności i niezawodności pracy. Badania eksperymentalne dotyczyły okresu letniego. Uwzględniono rzeczywisty czas pracy instalacji, pozyskiwaną z niej moc i produkcję energii elektrycznej. Wykonano pomiary gęstości mocy promieniowania słonecznego i temperatury na powierzchni modułów. Uwzględniono wartości wielkości eksploatacyjnych pozyskanych z monitoringu. Wyniki pomiarów charakteryzują się znaczną stochastycznością, co jest konsekwencją wpływu zachmurzenia. Wartość średniej produkcji energii elektrycznej w skali miesiąca nie jest adekwatna do dziennej długości czasu pracy instalacji. Rozbieżności przemawiają za koniecznością prowadzenia pomiarów przy obserwacji wpływu zjawisk meteorologicznych na efekty konwersji PV w cyklu co najmniej kilkuletnim. Dodatkowe zakłócenia wprowadzają awarie systemu.
EN
An analysis of the work of a 5,5 Wp roof solar system operating In the on-grid system was conducted In the concerning its efficiency and reliability. The experimental research was performed in summer. The real time of the installation's operation, obtained power and electricity production were taken into account. Measurements of the solar radiation power density and temperature on the surface of the modules were made. The values of exploitation quantities obtained from monitoring were taken into account. The measurement results are characterized by significant stochasticity, which is a result of cloudiness. The value of the average production of electricity per month is not adequate to the daily length of the installation's working time. Discrepancies indicates necessity to conduct measurements when observing the effects of meteorological phenomena on the effects of PV conversion in the cycle of at least several years. Additional disturbances introduce system failures.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych i analizy efektywności energetycznej instalacji fotowoltaicznej o mocy 5,5 kWp zintegrowanej z dachem, pracującej w systemie on-grid. W rozważaniach uwzględniono średni dzienny czas pracy, średnią gęstość mocy promieniowania słonecznego i temperaturę na powierzchni modułów, a także zachmurzenie. Określono wartość energii elektrycznej wytwarzanej przez instalację fotowoltaiczną w okresie maj-wrzesień w skali miesięcznej, i w wybranych czasokresach doby.
EN
The article presents results of an experimental research and an analysis of the energy efficiency of a 5.5 kWp photovoltaic roof installation working on-grid. Considerations included average daily working time of the PV system, average solar power density and temperature on the surface of the modules, as well as cloudiness. The value of the electricity produced by the photovoltaic installation from May to September was determined, per month and in selected time of the day.
Występujące w literaturze izotropowe, anizotropowe czy pseudoizotropowe modele matematyczne umożliwiają wyznaczenie gęstości mocy promieniowania słonecznego na podstawie różnych, często mało szczegółowych lub niepełnych ciągów pomiarowych. Złożona aparatura pomiarowa oraz brak możliwości przeprowadzania badań w dowolnym miejscu na Ziemi wymusza konieczność estymacji tej wielkości, a dokładność uzyskiwanych wyników określa zasadność ich stosowania w różnych szerokościach geograficznych. Celem pracy jest analiza skuteczności modelu Hargreaves – Samani w szacowaniu globalnego promieniowania słonecznego dla lokalnych warunków klimatycznych (Poznań, 52°25’ N, 16°56’ E). Parametrami wejściowymi w modelu są wartości maksymalnej i minimalnej dobowej temperatury powietrza uzyskane ze stacji meteorologicznej zlokalizowanej na terenie miasta Poznań. Zastosowany model opisano wartością błędu RMS i MBE na poziomie 12,54 % i – 7,85 %, co wskazuje na możliwość jego stosowania dla wybranych okresów roku.
EN
Occurring in the literature isotropic, anisotropic or pseudoisotropic mathematical models allow to determine the power density of solar radiation basing on the different, often not very detailed or even incomplete measurement sequences. Complex measurement stand and difficulties in conducting experiments at any latitude make it necessary to estimate that value and the accuracy of the results determines the validity of their application in different geographical locations. The aim of the study is to analyze the effectiveness of the Hargreaves – Samani model in estimating global solar radiation for the local climatic conditions (Poznań, 52°25’ N, 16°56’ E). The input data in the model are the maximum and minimum daily air temperature obtained from the meteorological station located in the city of Poznań. The analyzed model describes the value of the RMS and MBE error at the level of 12,54 % and – 7,85 % which indicates the possibility of its use for selected periods of the year.
W pracy zaprezentowano cienkowarstwowe ogniwa z diselenku indowo - miedziowego CuInSe2 (CIS) i ich modyfikacje. Scharakteryzowano ich własności elektryczne i optyczne. Przedstawiono zjawiska zachodzące w tych rozwiązaniach, a także problemy związane z doborem warstw absorpcyjno - generującej i okiennej oraz możliwości ich wyeliminowania celem uzyskania wysokiej wydajności konwersji fotowoltaicznej, która aktualnie w warunkach laboratoryjnych osiąga już 22,3% [22].
EN
The paper presents a thin - film cells of diselenide indium - copper CuInSe2 and their modifications. The electrical and optical properties are characterized. The phenomenon in these solutions, as well as problems related to selection of proper absorption - generation layer and possibilities to eliminate them, in order to obtain a high efficiency of the photovoltaic conversion, are presented.
Photovoltaic thin–film solar cells have gained more and more popularity in recent years. As well as high efficiency, they have a number of properties allowing their application in BIPV. The paper presents thin film copper indium diselenide cells (CuInSe2 – CIS) and their modifications. Their electric and optical properties are characterised. The subject of presentation includes phenomena, which take place in these solutions as well as issues related to selection of absorbing–generating layers and a window layer, including the possibilities of solving these issues to obtain high efficiency of photovoltaic conversion. At present, the photovoltaic conversion is already at the level of 22.3% in laboratory conditions [29]. The examples of roof and facade applications of CIS with regards to buildings are provided.
Scharakteryzowano nowe funkcyjne rozwiązanie (w wersji podstawowej i zaawansowanej) Start & Stop, stosowane w pojazdach, ze szczególnym uwzględnieniem wymaganych w układzie akumulatorów. Akumulator stanowi najważniejszy element tego systemu, poprzez układ zarządzania akumulatora BMS, względnie - inteligentny sensor IBS połączony jest z elektroniką pokładową, co zapewnia stały monitoring jego stanu naładowania i współpracy z innymi podzespołami. Zilustrowano wybrane rozwiązania konstrukcyjno-technologiczne akumulatorów przeznaczonych do Start & Stop i scharakteryzowano ich parametry elektryczne. Opisano proces wymiany omawianych akumulatorów w pojeździe.
EN
A new functional solution (in basic and advanced form) Start & Stop, used in vehicles, is characterized including required battery system. The battery is the most important element of this system, using battery management system BMS, respectively - IBS intelligent sensor is connected to the electronics board, which provides constant monitoring of the state of charge and cooperation with other components. Selected technological solutions of batteries for Start & Stop system are illustrated and electrical parameters are presented. The process of replacing the batteries in vehicles is described.
W pracy przedstawiono możliwości zwiększenia wydajności konwersji fotowoltaicznej w wyniku zastosowania elektromechanicznego układu jednoosiowej zmiany położenia modułu fotowoltaicznego, "śledzenia za Słońcem". Przedstawiono projekt oraz fizyczną realizację stanowiska badawczego. Porównano charakterystyki prądowo – napięciowe oraz charakterystyki mocy elektrycznej, wyznaczone w warunkach naturalnego oświetlenia, dla konfiguracji stacjonarnej z optymalnym całorocznym kątem pochylenia oraz nadążnej.
EN
The paper presents a discussion on increasing the efficiency of obtaining solar energy using one - axis electromechanical tracking system changing the position of the photovoltaic module according to the Sun movement. A design and implementation of a prepared stand are presented. The current - voltage and power – voltage characteristics are compared for measurements in real conditions, for fixed configuration with optimal annual tilt angle and for tracking unit.
W pracy przedstawiono rodzaje systemów fotowoltaicznych wraz ich z krótką charakterystyką i schematami blokowymi. Scharakteryzowano stanowisko pomiarowe, oraz przedstawiono metodykę badań mających na celu określenie możliwości generacji mocy elektrycznej przez ogniwa fotowoltaiczne w warunkach rzeczywistych. Przedstawiono uśrednione wyniki badań oraz ich graficzną interpretację wraz z omówieniem i wynikające z nich konsekwencje dla indywidualnego użytkownika.
EN
The paper presents the types of photovoltaic systems along with a brief characterisation and block diagrams. It characterized measuring stand, and the methodology of reserch to determine the possibilities of electric power generation by photovoltaic cells in real conditions. It shows the averaged results of the tests and their graphical interpretations along with a discussion and the consequences for the individual user.
The results of experimental verification of considerations conducted in [3] are presented, in terms of application single – axis tracking units, to increase the efficiency of the photovoltaic conversion, in comparison with fixed systems optimally oriented. The design and physical realization of a measurement stand is presented. A photovoltaic module inclination angle correlation algorithm, for a selected location and a measurement period, is described. The measurements were conducted in natural lighting conditions for different weather conditions. The current – voltage and power – voltage characteristics were compared for a fixed and vertically variable configuration. The value of the electric energy generated by tested photovoltaic modules in both cases was determined.
11
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The paper presents a methodology for calculating the cost of production of a unit of electric energy from photovoltaic systems, fixed and 2-axis tracking, according to the designed and constructed system working in the Institute of Electrical Engineering and Electronics of Poznan University of Technology. Assumptions and input data for the analysis, including the discount factor, are presented. A pseudorandom number generator for the assumed range of electric energy variations was created for the purpose of the calculations. The cost of electric energy production with the use of a photovoltaic system with the maximum power of 1,05 kWp was compared with other technologies.
PL
W pracy przedstawiono metodykę oceny kosztów wytwarzania jednostkowej energii elektrycznej dla układów fotowoltaicznych stacjonarnych i nadążnych dwuosiowych na przykładzie zaprojektowanego i wykonanego układu pracującego w Instytucie Elektrotechniki i Elektroniki Przemysłowej Politechniki Poznańskiej. Przedstawiono założenia oraz dane wejściowe do analizy z uwzględnieniem rachunku dyskonta. Na potrzeby obliczeń przygotowano generator liczb pseudolosowych dla założonego przedziału zmienności produkowanej energii elektrycznej. Porównano koszt produkcji energii elektrycznej z wykorzystaniem układu fotowoltaicznego o mocy maksymalnej 1,05 kWp z uwzględnieniem innych technologii wytwórczych.
12
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The study compares the production of electric power and energy in the two photovoltaic systems working independently: -fixed, with one angle setting during the year, -two-axis tracking. The analyzed systems are located in Poznan, at an altitude of about 25 meters above the ground (the roof of the Faculty of Electrical Engineering building - Poznan University of Technology) and equipped with photovoltaic modules using the same polycrystalline technology and characterized by the same capacity. Distribution of power density of solar radiation on the surface of both PV modules was examined and the production of electricity from photovoltaic conversion between the two approaches was compared.
PL
W pracy porównano produkcję mocy i energii elektrycznej w dwóch pracujących niezależnie od siebie układach fotowoltaicznych: - stacjonarnym, o jednym całorocznym ustawieniu kątowym, - nadążnym dwuosiowym. Analizowane układy zlokalizowane są w Poznaniu na wysokości około 25 metrów nad poziomem gruntu (dach Wydziału Elektrycznego Politechniki Poznańskiej) i wyposażone w moduły fotowoltaiczne, wykonane w tej samej technologii polikrystalicznej i charakteryzujące się tą samą mocą. Zbadano rozkład gęstości mocy promieniowania słonecznego na powierzchni obu modułów PV i porównano produkcję energii elektrycznej w wyniku konwersji fotowoltaicznej w obu rozwiązaniach.
13
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Based on equivalent two - diode solar cell circuit an algorithm for determining the current - voltage characteristics was developed and computer simulation was performed for selected silicon modules. The impact of electrical and thermal parameters of solar cells, area of the module, quality factors, number of cells connected series and parallel and impact of external conditions, especially density of solar radiation and the temperature was included. Measuring verification of current – voltage characteristics of selected PV modules was carried out in real conditions. The measurements of radiation power density on the surface of PV module were included. Obtained results confirmed the results of the calculations.
PL
Opracowano algorytm wyznaczania charakterystyk prądowo - napięciowych na podstawie dwudiodowego schematu zastępczego ogniwa i przeprowadzono symulację komputerową dla wybranych modułów krzemowych. W rozważaniach uwzględniono parametry elektryczne i cieplne ogniw, składających się na moduł, powierzchnię roboczą modułu, współczynniki jakości, liczbę ogniw połączonych szeregowo, jak i liczbę szeregów ogniw oraz wpływ warunków zewnętrznych, w szczególności nasłonecznienia i temperatury na pracę modułów. Przeprowadzono również weryfikację pomiarową charakterystyk prądowo - napięciowych wybranych modułów w warunkach rzeczywistych. Badania uzupełniono o pomiary gęstości mocy promieniowania na powierzchni modułu. Uzyskane wyniki pomiarów potwierdziły te otrzymane z obliczeń.
14
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The work presents the design and the physical construction of a test stand consisting of a two-axis tracking installation with astronomical positioning and a fixed structure with the specific surface inclination angle (determined through the power efficiency optimization process) and the azimuth angle. On the basis of the analyses as well as the model tests performed, the control type and the components, such as: the power inverter, monitoring devices and external radiation power density sensors were selected. The system makes it possible to perform measurements of electric energy generation throughout the year and to estimate the efficiency of the tracking structures used in the conditions specific to the city of Poznań.
PL
W pracy przedstawiono projekt oraz realizację stanowiska składającego się z układu nadążnego dwuosiowego z pozycjonowaniem astronomicznym i układu stacjonarnego pracującego z kątem pochylenia płaszczyzny (określonym na podstawie obliczeń optymalizacyjnych) i kątem azymutu. Na podstawie wstępnych analiz i obliczeń modelowych określono rodzaj sterowania jak również dobrano: mikroinwertery, układ monitoringu oraz czujniki gęstości mocy promieniowania słonecznego. System umożliwia przeprowadzenie pomiarów całorocznych produkcji energii elektrycznej oraz oszacowanie wydajności jednostki nadążnej dla warunków odpowiadających miastu Poznań.
Scharakteryzowano układy fotowoltaiczne z koncentratorami o niskiej (LCPV) jak i wysokiej koncentracji (HCPV). Przedstawiono możliwości ich pracy w różnych warunkach, przy czym w szczególności uwzględniono wpływ temperatury i kąta koncentracji. Zaprezentowano najnowsze rozwiązania, w tym Spin cell, Ephocell, Interdigitated Back Contact (IBC), Luminescent Solar Concentrator (LSC), High Concentration PhotoVoltaic Thermal (HCPVT), Concentration PhotoVoltaic (CPV) i ich efektywność.
EN
Paper presents photovoltaic systems with concentrators with a low (LCPV) and high (HCPV) level of concentration. The possibilities of work under different conditions, especially influence of temperature and concentration angle are described. The latest solutions with their efficiency like Spin cell, Ephocell, Interdigitated Back Contact (IBC), Luminescent Solar Concentrator (LSC), High Concentration PhotoVoltaic Thermal (HCPVT), Concentration PhotoVoltaic (CPV) are presented.
W pracy dokonano analizy wpływu nasłonecznienia rozumianego jako suma natężenia promieniowania słonecznego w danym czasie i na danej powierzchni na wartość energii elektrycznej generowanej przez moduł fotowoltaiczny pracujący w konfiguracji stacjonarnej i nadążnej dwuosiowej. Przedstawiono sposób jego wyznaczania na podstawie pomiaru gęstości mocy promieniowania słonecznego padającego w ciągu jednej sekundy na powierzchnię jednego m2 z wykorzystaniem czujników mikroprocesorowych. Określono wpływ temperatury na wartość parametrów elektrycznych analizowanych modułów PV.
EN
The paper presents an analysis of the impact of insolation, as the sum of the intensity of solar radiation at a given time and a given area, on energy generated by the solar module working in a fixed configuration and tracking. The way of determining the amount of energy, basing on the measured power density of solar radiation using microprocessor sensor, was showed. The effect of temperature on the electrical parameters of the analyzed PV modules was analyzed.
W pracy przeprowadzono rozważania, dotyczące produkcji energii elektrycznej z konwersji fotowoltaicznej w przypadku stacjonarnego i nadążnego umiejscowienia modułów tej samej mocy i technologii produkcji. Na podstawie wyników pomiarów dokonano oszacowania rocznej produkcji energii elektrycznej dla obu konfiguracji. Z wykorzystaniem pomiarów własnych pochodzących z dobowego monitoringu pracy systemu fotowoltaicznego porównano dokładność wyników analitycznych z wartościami rzeczywiście zmierzonymi. Przedstawiono zależność opisującą spodziewaną wielkość produkcji energii elektrycznej w układzie nadążnym dwuosiowym, na podstawie nasłonecznienia na płaszczyźnie horyzontalnej i zmiennopozycyjnej.
EN
Work presents considerations for the production of electricity from photovoltaic conversion in the case of stationary and tracking placement of modules of the same power and technology. Basing on the measurement results an estimation of annual electricity production for both configurations was carried out. Using own measurements from monitoring, accuracy of analytical results was compared with the values actually measured. Dependence of expected energy production on insolation on horizontal and tracking plane was shown.
W pracy przeprowadzono rozważania, dotyczące aspektów ekonomicznych stosowania układów nadążnych dwuosiowych w fotowoltaice, celem zwiększenia wartości produkowanej energii elektrycznej, w stosunku do analogicznych konstrukcji stacjonarnych. Na podstawie kosztów jednostkowych układów przeprowadzono symulację wartości energii do mocy maksymalnej 1 kWp. Uwzględniono przy tym zużycie energii przez elementy wykonawcze jednostki nadążnej w rozpatrywanym okresie, koszty serwisu oraz zwiększone nakłady początkowe, wynikające z wykonania układu nadążnego. Oszacowano okres zwrotu inwestycji w obu przypadkach dla dwóch wariantów rozliczenia wyprodukowanej energii.
EN
The work presents considerations on the economic aspects of the use of two-axis tracking system in photovoltaics, in order to increase the value of energy produced, comparing to the stationary structure. In calculations energy consumption of the actuators, maintenance costs and increased initial costs were taken into account. Payback period in both cases for the two variants was estimated.
The basic objective in photovoltaics is obtaining electrical energy with the costs comparable to the costs of energy obtained from conventional fuels. The effectiveness of acquisition of electrical energy from solar cells can be improved, among other things, by using solar radiation concentrators. Photovoltaic systems with low concentration (LCPV) and high concentration (HCPV) were characterised [13]. The possibilities of their operation under various conditions were presented, whereas the impact of temperature and concentration angle were considered in particular. The most modern solutions were presented, including Spin cell, Ephocell, Interdigitated Back Contact (IBC), Luminescent Solar Concentrator (LSC), High Concentration PhotoVoltaic Thermal (HCPVT), Concentration PhotoVoltaic (CPV), Telecontrolli. Results of current Polish research were given. In the years from 1985 to 2010 the increase from 17,5 % to 40,7 % in the efficiency of solar cells with concentrators was achieved [18].
The paper presents the economic aspect of use two - axis Sun tracking systems compared with stationary units in photovoltaics on the basis of own annual measurements of electrical energy for local urban conditions. The results were scaled to maximum power of 10 kWp. Electricity consumption by positioning system and maintenance costs were included and estimated payback period of investment for different variants of settlement of produced energy, taking into account own financing, banking and preferential subsidies under the Prosumer program from the National Fund for Environmental Protection and Water Management, was calculated.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.