EUROPEAN TRADESMAN PROJECT NOTES ON ELECTRICAL TESTS OF ELECTRICAL INSTALLATIONS. Obnovitelné zdroje energií v domácnostech

EUROPEAN TRADESMAN PROJECT NOTES ON ELECTRICAL TESTS OF ELECTRICAL INSTALLATIONS

Obnovitelné zdroje energií v domácnostech

Technisches Bildungszentrum Mitte The European Tradesman - Renewable Energy Sources - Germany

2

Problém: Celosvětová spotřeba energie

Technisches Bildungszentrum Mitte European Tradesman - Renewable Energy Sources - Germany TheThe European Tradesman - Renewable Energy Sources - Germany

33

Problémy globálního oteplování 

Spalováním fosilních paliv se vytvářejí miliony tun oxidu uhličitého, což způsobuje skleníkový efekt.

Technisches Bildungszentrum Mitte

4

Zásoba fosilního paliva je omezená! 

Za pár let budou neodvratně ztraceny všechny zásoby fosilních paliv jako následek neúměrné spotřeby.


5

Přehled obnovitelných zdrojů Fotovoltaické články-



  





Přímá přeměna: sluneční svit - el. energie velikost 100mm x 100mm max. výkon 1W Spojení článků: modul 300W Spojení modulů: sluneční generátor Energie ◦ se akumuluje ◦ mění se na střídavý proud & připojení k síti Problém: počasí , nemůže být deaktivováno Účinnost - přibližně 25%

www.luks-voigt.de/_pics/solarenergie.jpg



www.weserstadion.de


6

Přehled obnovitelných zdrojů - Vítr 







 

Přes 40% obnovitelných zdrojů – tvoří vítr Přímá přeměna: síla větru el. energie Energie ◦ se akumuluje ◦ mění se na SP & napojení do rozvodné sítě Jeden větrný generátor vyrobí asi 5MW. Problém větrné energie : počasí Účinnost přibl. 60% www.presse.uni-oldenburg.de/uniinfo/2003/3/fotos/windenergie.gif

Technisches Bildungszentrum Mitte 7

Přehled obnovitelných zdrojů - Vodní síla, vodíkVodík  Součást 90% všech materiálů na zemi.  Vodíkový článek : ◦ Chemická energie termální energie ◦ 250kW  Účinnost : cca. 80%  Vodní síla  Vodní tok - mechanická síla rotace  Vodní elektrárny na řekách s velkým průtokem vody dodávají el. energii většinou trvale. Vodní elektrárny s malým průtokem vody stejně tak jako elektrárny přečerpávací se připojují k el. síti jen po dobu energetických špiček.  Elektrárny vyrábí 700MW  Účinnost : přes 90%

www.iwr.de/img/ikonstart/wasserstoff.jpg

www.uweb21.de/presse/p2007/fra71029-energietagewasserkraftkwerk-rott-liefert-strom-freilassing.htm


8

Přehled obnovitelných zdrojů Bioenergie/Geothermalní Energie Bioenergie  Představuje uchovanou sluneční energii.  Nezávislá na počasí.  Spalování, zplynování, fermentace biomasy Bioenergie ohřev vody pohon parních turbin  Bioenergická soustava produkuje asi 5MW  Účinnost : cca. 85%

www.salzburg.gv.at/pic-collage-bioenergie

Geothermální energie  Druhý největší obnovitelný zdroj na světě.  Horká voda, vlhkost(100°C - 250°C).  Geothermalní energetická soustava může vyrobit asi 5MW  Účinnost: cca 40%

www.sein.de/uploads/geothermie-geysir.jpg


9

Fotovoltaické panely FV na budovách

 

Základní princip FV panelů Rozdělují se na 2 (3) typy  Připojení do rozvodné sítě – (obr. 1)

 Mimo síť(obr. 2)

Pic 1

 (kombinované-připojení k rozvodu přes modem)

Pic 2


Source of pic 1+2 http://www.solaranlage-photovoltaik.de/shop/page/2?shop_param=

10

Mimo distribuční soustavu    

Umístění ve venkovských lokalitách Není k dispozici el. proud Nebo připojení k síti je příliš drahé Základní prvky soustavy: ◦ FV moduly ◦ Ovladač napětí ◦ Volitelný měnič (pokud 230V SP )

www.caribbeanenergystore.com/off_grid_s olar_systems.html

www.wirefreedirect.com/off_g rid_solar_wind_power_system .asp


Připojení k distribuční soustavě 





Umístěné na střechách a povrchu budov Energie se zpět posílá do národní distribuční sítě. Základní prvky : ◦ FV panely ◦ Měnič (ssp na sp); při poruše odpojení přístroje ◦ Měřidlo ( měří přírůstky)

www.solarpartner.co.uk/page/residential/solar-systems

www.retec-d.de/aktuelles.htm


Základní spojení solárních desek 

Paralelní ◦ Dodává velké množství proudu při nízkém napětí Spojení sériové nazývané struna ◦ Dodává vyšší napětí ◦ Nejběžnější typ spojování

Kombinace obou způsobů ◦ Nejvhodnější pro velké soustavy


Měnič a FV panely Rozdělení měničů podle způsobu přeměny energie umístění

• Centrální měnič – Používá se ve velkých systémech.

• Řetězový měnič – Používaný pro široký rámec aplikací, jednoduchý a spolehlivý v mnoha operacích

• Panelový měnič – Používaný v menších FV soustavách každý panel má jiné operační prostředí ( úhly, stín atd.)


Funkce měniče Moderní měniče jsou důkladně sestavená zařízení Jejich hlavní funkce jsou: • Optimalizace • Přeměna • Zásobování • Řízení

www.sma.de/en/home.html


Optimalizování Znamená dosažení max.výnosnosti. MPP = Maximální výkon MPP závisí na : – Intenzita slunce (úhel, denní doba, počasí) – Stín (částečné zastínění panelů) – Teplota – Typy spojení panelů

www.sonnenertrag.com/index.php?page=840

www.ing-büro-junge.de/html/photovoltaik.html


Přeměna • Hlavní funkcí měničů je přeměna ss proudu na střídavý • Nejběžnější způsob je pulsní šířková modulace PWM • Dosahuje se velmi rychlým zapínáním přístrojů IGBT’s (Q1 to Q4) +

Q1

Q3 L

N Q2

Q4

+ Q1

Q3 L

Q1 to Q4 can be seen as very fast switches Q2 -


Q4

N

Vytváření sinusového+ 

 

Pro pozitivní polovinu sinusové vlny Q1 a Q4 se několikrát zapínají a produkují kladné impulsy. Délka impulsů závisí na napětí sinusoidy Např. když červené impulsy jsou filtrovány nízkým průchodem , vznikne modrá křivka

+ Q1

Q3 L

N Q2

Q4

-


Vytváření sinusového 



Naopak Q3 a Q2 se zapínají pro negativní sinusoidu Filtrování je také nezbytné, aby se předešlo vysoké frekvenci rušení rozvodné sítě + Q1

Q3

L

N Q2 -


Q4

Zásobování sítě a regulace

  

Při posílání el. energie zpět do sítě , měnič musí Synchronizovat a nastavit výstupní proud a napětí do sítě Neustále monitorovat síť pro možnost ◦ ◦ ◦ ◦



Kolísání napětí Přeskočení fází Přetížení Změny frekvence

MSD přístroj odpojuje bezpečně od sítě


FV panely -C     

Nejvyšší účinnost : nejvíce 20% Komplexní výrobní proces Velké ztráty materiálu při výrobě Velká spotřeba křemíku Na výrobu 1kW je třeba prostoru 7 až 9 m²


http://www.hupra.com/New%20Folder/solar.jpg

FV panely – Multi krystalické solární články      

Nejlepší poměr ceny a výkonu Účinnost: 15% Levnější než monokrystalické články Velké ztráty materiálu při výrobě Velká spotřeba křemíku Na výrobu 1kW je třeba prostoru 8 až 10 m²


http://img.directindustry.de/images_di/photog/polykristalline-photovoltaik-solarzellenwww.techportal.de/uploads/gallery/18/articles/1176384575.jpg 354510.jpg

FV Panely Thin-Film solární články

  

tloušťka silikonové vrstvy je 0.01…0.02 monokrystalického článku Výrobní proces není komplexní Účinnost: 10% Na výrobu 1kW je třeba prostoru 11 - 13 m²

www.solarserver.de/uploads/pics/m itsubishi_electric.jpg

www.elektronikpraxis.vogel.de/imgserver/bd b/291800/291813/130x.jpg

eti-brandenburg.de/uploads/pics/Duennschicht-SolarzelleFraunhofer_ISE_01.jpg


Příklad instalací - Možnosti montáže FV panelů   

Různé možnosti instalací. Nejlepší umístění je na střeše 4 běžné montážní způsoby ◦ Na povrchu střechy

◦ Na rovné střeše ◦ Integrované FV systémy


Picture source: map_brochure_09.pdf

◦ Ve střeše

Montáž na střechy 

   

Jednoduchý, rychlý, úsporný způsob vhodný pro všechny druhy střech. FV panely jsou připevněny na stávající střechu. Vhodné pro starší, stávající i nové budovy

http://www.dorfmuellersolaranlagen.de/referenzen.htm


Montáž do střechy • Integrace FV panelů do konstrukce střech. • Základní podmínka: nepropustnost vody • Vhodné – nové stavby, – při rekonstrukci starších střech.

www.inbalance-energy.co.uk/images/solar_pv_mounts/ roof_integrated_solar_pv_mounting_system.html

http://www.dorfmueller-solaranlagen.de/referenzen.htm

www.prestigeroofing.co.uk/attachments/Imag e/home-solar-roof-arrays.jpg


Montáž na rovných střechách • FV panely mohou být umístěny na rovných střechách. • Maximální výtěžnost závisí na úhlu montáže. • Změny v pohledu na budovy jsou někdy drastické ne vždy je to správné řešení.



Integrované FV systémy • Nabízejí pozoruhodné možnosti v oblasti solární architektury. • Nové standardy designu a účinnosti. • Integrace do fasád budov • Používá se i pro vytvoření stínu na skleněných střechách a atriích.



/ww.heimdino.de/wpcontent/uploads/2009/12/sola rgebaeude.jpg

www.ewe.com/konzerndata/images/redaktion/10.10.10.30.20_002.jpg

Otázky- shrnutí • Jmenuj dva důvody pro větší uplatnění obnovitelných zdrojů energie! • Vyjmenuj 4 typy obnovitelných zdrojů energie ! • Vysvětli princip fungování FV článků! • Urči součásti fotovoltaické soustavy v soukromém domě! • Jak mohou být FV prvky spojovány, aby se dosáhlo velkého napětí


EUROPEAN TRADESMAN PROJECT NOTES ON ELECTRICAL TESTS OF ELECTRICAL INSTALLATIONS. Obnovitelné zdroje energií v domácnostech

Recommend Documents