Sunčani fotonaponski pretvornici

Silicijska tehnologija je najstarija tehnologija te je prva ćelija proizvedena 1954. godine. Po strukturi kristala poznajemo amorfne, monokristalne i polikristalne silicijske pretvornike. Razlika je u učinkovitosti i cijeni koja će se postići primjenom određenog oblika kristala, a današnja serijska tehnologija postiže učinke pretvorbe Sunčeve u električnu energiju od 15% do 25%. Masovna velikoserijska proizvodnja silicijskih pretvornika svake godine snižava njihovu cijenu. Fotonaponski pretvornici se proizvode za postavljanje na postojećim krovovima te nalaze primjenu u sunčanim elektranama te su odvojeni nosačima od strukture građevina. Silicijska tehnologija je osjetljiva na promjene vanjske temperature zraka te kod promjene od 25 do 55°C dolazi do pada nominalne snage i do 15%. Nominalna snaga pretvornika se daje za 25°C i 1000 W/m2 dozračene energije.
 
1

 

 
Tracker - tijekom dana Sunce mijenja položaj u smjeru istoka-zapada, dok tijekom godine mijenja položaj u smjeru jug-sjever. Da se ostvari maksimalna solarna dobit tijekom godine postavljaju se trackeri koji prate gibanje Sunca tijekom cijele godine. Jednoosni trackeri imaju mogućnost pomicanja samo u jednom smjeru, dok dvoosni trackeri mogu pratiti kretanje Sunca tijekom cijele godine. Tracker okreće pretvornike u smjeru direktnog upada Sunčevog zračenja i ostvaruje maksimalni energetski dobitak tijekom cijelog dana. Položaj trackera se usmjerava prema najsvjetlijoj točki na nebu pomoću dva senzora. Jedan senzor prati elevaciju ili nagib Sunca dok drugi senzor prati azimut ili horizontalni pomak Sunca. Za lokacije s izuzetno teškim vremenskim uvjetima i orkanskim udarima vjetr dogradnjom anemometra postiže se zaštita tako da se tracker postavlja horizontalno ako brzina vjetra pređe podešenu vrijednost. Također je moguće podesiti i zaštitu od gomilanja velikih količina snijega.
 
2

 

 
BIPV - Building Integrated PhotoVoltaics je pristup u kojem se pretvornici integriraju u strukturu građevine u strukturu krovova, pročelja ili se integriraju u prozore. Prvi izvedeni sustavi su koristili silicijsku tehnologiju za integraciju pretvornika u pročelja građevina, a da se smanji cijena investicije razvijaju se nove tehnologije bazirane na thin-filmu. Thin-film krovni pokrovi bi mogli predstavljati budućnost krovnih obloga koje prekrivaju cijeli krov te ujedno proizvode električnu energiju.
 
3

 

 
Thin-film tehnologija je nova generacija pretvornika kojima se postižu učinkovitosti pretvorbe Sunčeve u električnu energiju od 10 do 16% primjenom različitih thin-film tehnologija. Koriste se tanki slojevi materijala koji se nanose na podlogu. Ova tehnologija osigurava nisku cijenu jedinica uz nižu učinkovitost pretvorbe Sunčeve energije u električnu. Ukupna cijena thin-film modula bi trebala biti do 40% niža od cijene silicijskih ćelija. Podloga thin-film pretvornika može biti staklo, plastika ili metal te se na podlogu nanose slojevi materijala nanošenjem čestica u slojevima da se ostvari fotonaponski efekt. Velika prednost thin-film tehnologije je mali gubitak snage od oko 3% u rasponu vanjske temperature od 25 do 55°C. Thin-film tehnologija može pronaći veliku primjenu u sredinama s visokim vanjskim temperaturama. Thin-film tehnologija se dijeli prema materijalu koji se koristi na:

Amorphous silicon (a-Si) - amorfni silikon

Thin-film silicon (TF-Si) - thin-film silikon

Cadmium Telluride (CdTe)

Copper indium gallium selenide (CIS or CIGS)

Dye-sensitized solar cell (DSC) - ćelije s osjetljivom bojom
 
4

 

 
Tehonologija organskih ćelija ili Dye-sensitized solar cell (DSC) je nova tehnologija koja se bazira na organskim slojevima koji imaju sposobnost stvaranja fotonaponskog efekta. Učinkovitost ovih tehnologija je od 5 do 10%, a tehnologija ima veliki potencijal u prekrivanju stakala koja će proizvoditi električnu energiju. Razvijaju se folije kojima će se moći prekriti postojeće staklene površine te stakla koja na sebi imaju integrirane fotonaponske slojeve.
 
5

 

 
Osnovni podatak za dimenzioniranje fotonaponskih sustava je Sunčevo zračenje ili insolacija koje se može očekivati na površini instaliranih fotonaponskih pretvornika i uređaja. Godišnja insolacija ovisiti će o broju sunčanih dana tijekom godine te o položaju, postavljanju i orijentaciji solarnog sustava. Za jedinicu položenu pod kutem oko 30° tijekom godine te npr. za lokaciju Osijeka i 1kW instalirane snage može se očekivati oko 1100-1200 kWh proizvedene električne energije.
 
6

 

 
Fotonaponski sustavi pretvaraju Sunčevu energiju u električnu energiju te se pri tome koristi pretvorba energije putem fotoelektričnog efekta. Fotonaponski sustavi se postavljaju u smjeru juga te pri optimalnom godišnjem kutu insolacije za pojedinu regiju. Sustavi mogu biti integrirani u krovnu konstrukciju, postavljeni pod optimalnim kutem te postavljeni na višeosne trackere koji prate dnevno gibanje Sunca i mijenjaju automatski položaj solarnog polja da se ostvari maksimalna insolacija.

 

 
7Sunčani fotonaponski pretvornici se sastoje od niza serijski spojenih ćelija monokristalnog ili polikristalnog silicija. Jedinice se mogu koristiti u mrežnim sustavima on-grid ili u otočnim sustavima off-grid. Pretvornik je prekriven kaljenim staklom koje može izdržati udare tuče. Okvir se izrađuje od anodiziranog aluminija, a sa stražnje strane se nalazi višeslojni poliester. Na pretvornike se tvornički daje garancija snage od 90% na deset godina i 80% na 25 godina. Maksimalni faktor pretvorbe Sunčeve energije u električnu je oko 15% za monokristalne module. Postoji veliki broj tehnologija pretvornika različite strukture i materijala no trenutačno su najzastupljeniji pretvornici izrađeni na bazi silicija. Jedinice za punjenje 24V baterija trebaju imati 72 ćelije ili 36 ćelija za 12V, dok jedinice sa 60 ćelija su za MPPT regulatore i mrežne invertere. Karakteristike sunčanog pretvornika se mijenjaju ovisno o insolaciji Sunca te ovisno o vanjskoj temperaturi. U prosjeku jedan modul može dati 100-200 W/m2 pa je za snagu od 10 kW potrebno 50-100 m2 površine ovisno o tipu modula.

 

 

 

 

 
  

 

 
 
10
Mrežni inverter DC/AC za ON GRID sustave je trofazni inverter koji vrši izmjenu istosmjernog napona DC u izmjenični trofazni 3 x 3,33 kW napon AC gradske mreže. Jedinica ima u sebi zaštitu od preopterećenja, zaštitu od pregaranja, zaštitu od kratkog spoja, u slučaju nestanka mrežnog napona isključuje sunčanu elektranu s mreže te pojavom napona u mreži ponovno priključuje elektranu na elektro-energetski sustav. Inverter za mrežni sustav vrši sinkronizaciju s mrežom te vrši ulogu punjenja mreže.
 
 

 

 

 

 
 
11
Regulator punjenja DC/DC (charge controller) za OFF GRID sustave upravlja naponom i strujom punjenja akumulatora te pravilnim punjenjem osigurava dugotrajnu upotrebu akumulatora. Regulatori imaju u sebi zaštitu od povratne struje preko noći. MPPT - maximum power point tracker je visokoučinkoviti istosmjerni pretvarač DC u DC koji stvara optimalni napon sukladan opterećenju fotonaponskih modula. 

 

 

14

 

Energetski Projekti

hrastovic energetski projekti banner

Energetski Video

hrastovic energetski video banner

Energetski Članci

hrastovic energetski clanci banner

Random video

Udruga SOLAR

Udruga SOLAR  je nastala 2011. godine kao potreba organiziranja civilnog društva u smjeru korištenja i primjene obnovljivih izvora energije, primjene alternativnih izvora energije te povećanja energijske učinkovitosti na razini korisnika i lokalne zajednice.

Opširnije

O nama

Hrastović Inženjering d.o.o. od 2004. se razvija u specijaliziranu tvrtku za projektiranje i primjenu obnovljivih izvora energije. Osnova projektnog managementa održivog razvitka društva je povećanje energijske djelotvornosti klasičnih instalacija i zgrada te projektiranje novih hibridnih energijskih sustava sunčane arhitekture.

Cijeli živi svijet pokreće i održava u postojanju stalni dotok Sunčeve energije, a primjenom transformacijskih tehnologija Sunce bi moglo zadovoljiti ukupne energetske potrebe društva.

Kontakt info

HRASTOVIĆ Inženjering d.o.o.

Dario Hrastović, dipl.ing.stroj.

Kralja Tomislava 82
31417 Piškorevci
Hrvatska

E-mail:dario.hrastovic@gmail.com
Fax: 031-815-006
Mobitel:099-221-6503
© HRASTOVIĆ Inženjering d.o.o. - design & hosting by Medialive