Podstawy projektowania przydomowych systemów fotowoltaicznych. 2023 Świętochłowice

Podstawy projektowania przydomowych systemów fotowoltaicznych Zagadnienia wybrane Niezbędnik elektryka 2023 autor: mgr inż. Julian Wiatr recenzenci: dr inż. Kazimierz Herlender, prof uczelni – Wydział Elektryczny Politechniki Wrocławskiej, dyrektor Działu Kształcenia Podyplomowego i E-learningu Politechniki Wrocławskiej mgr inż. Marcin Orzechowski – Legrand Polska Sp. z o.o. Z okazji jubileuszu 20-lecia „elektro.info” redakcja przygotowała nowości wydawnicze. Niezbędnik elektryka” poświęcona tak popularnym w ostatnim czasie zagadnieniom jak projektowanie i właściwa eksploatacja instalacji fotowoltaicznych. Publikacja prezentuje praktyczne podejście do projektowania systemów fotowoltaicznych w odniesieniu do wymagań wynikających z Ustawy o odnawialnych źródłach energii. Poruszono w niej między innymi zagadnienia związane z ograniczeniem mocy generatora PV w układach współpracujących z siecią elektroenergetyczną oraz omówiono metodykę neutralizacji tych ograniczeń. Opisane zostały m.in. zasady doboru przewodów i ich zabezpieczeń, metody projektowania ochrony odgromowej oraz ochrony przeciwporażeniowej zarówno po stronie stałoprądowej oraz przemiennoprądowej. BONUS! • Metodyka instalowania systemów PV na stacjach paliw płynnych i gazowych. • Uproszczony projekt instalacji przydomowego systemu PV. • Wykorzystanie fotowoltaiki do zasilania znaków drogowych oraz oświetlenia terenu w miejscach, gdzie doprowadzanie energii z sieci elektroenergetycznej jest ekonomicznie nieuzasadnione Premiera ENERGETAB 2021 Spis treści 1. Podstawy fizyczne fotowoltaiki / 7 1.1 Nasłonecznienie i jego uwarunkowania / 7 1.2 Rozkład widma promieniowania słonecznego / 9 1.3 Wykres pozycji słońca / 11 1.4 Szacunkowe uzyski energetyczne na terenie Polski / 13 1.5 System fotowoltaiczny (PV) / 15 1.6 Zjawisko fotowoltaiczne oraz charakterystyka prądowo-napięciowa I=f(U) modułu PV / 17 1.7 Gorące punkty (HOT-SPOT) / 26 1.8 Budowa generatorów PV / 27 1.9 Sprawność układów fotowoltaicznych / 29 1.10 Dobór paneli PV oraz pojemności akumulatorów magazynu energii / 32 1.10.1 Metodyka doboru konstrukcji wsporczej generatora PV / 36 1.11 Charakterystyka falownika i koncepcja budowy systemu PV / 40 1.12 MPPT Tracker i jego funkcja w systemie PV / 45 1.13 Zalety mikrofalowników / 47 1.14 Optymalizacja mocy (Power Optymalizer) / 48 1.15 Stałe napięcie na module PV i łańcuchu modułów PV / 49 1.16 Dobór falownika / 50 1.16.1 Algorytm doboru falownika / 51 1.17 Wyznaczanie maksymalnego prądu zwarcia łańcucha paneli PV / 55 1.18 Degradacja napięciem indukowanym – PID oraz promieniowaniem słonecznym / 56 1.19 Dobór przewodów zasilających PV i zabezpieczeń / 57 2. Ochrona odgromowa i przepięciowa instalacji fotowoltaicznych / 59 2.1 Ochrona odgromowa / 59 2.2 Ochrona przepięciowa / 64 3. Wyłączenie generatora PV na wypadek pożaru / 66 4. Podstawowe definicje z zakresu fotowoltaiki określone w normie IEC 61836 / 69 5. Ograniczenia mocy generatora PV przyłączanego do sieci elektroenergetycznej / 70 6. Ustawa o odnawialnych źródłach energii / 71 7. Wykaz ważniejszych norm niezbędnych przy projektowaniu systemu fotowoltaicznego / 74 8. Wpływ zacienienia na pracę paneli PV wykonanych z krzemu krystalicznego oraz cienkowarstwowego / 75 8.1 Panele zbudowane z ogniw krzemu krystalicznego / 75 8.2 Moduły cienkowarstwowe / 77 9. Baterie akumulatorów w magazynach energii systemów PV / 79 9.1 Baterie kwasowo-ołowiowe / 79 9.2 Budowa akumulatora bezobsługowego VRLA / 80 9.3 Akumulatory Litowo-Jonowe (Li-ion) / 81 9.4 Łączenie baterii akumulatorów w magazynach energii / 85 10. Obliczanie wentylacji magazynu energii systemu PV / 90 10.1 Obliczanie wentylacji pomieszczenia baterii VRLA / 93 10.2 Wyznaczanie bezpiecznej odległości od źródeł inicjacji wybuchu / 96 11. Ochrona przeciwporażeniowa i przeciwpożarowa systemów PV / 96 11.1 Co to jest ochrona przeciwporażeniowa? / 96 11.2 Rażenie prądem elektrycznym / 97 11.3 Środki ochrony przeciwporażeniowej / 98 11.4 Zagrożenia pożarowe w instalacjach PV oraz ich neutralizacja / 105 12. Metody badawcze stosowane w fotowoltaice / 110 12.1 Pomiary kategorii I / 110 12.1.1 Ciągłość przewodów / 110 12.1.2 Pomiar rezystancji izolacji przewodów / 111 12.1.3 Pomiar rezystancji gruntu oraz rezystancji uziemienia / 112 12.1.4 Częstość prowadzenia sprawdzeń instalacji / 115 12.1.5 Pomiary rezystancji izolacji i ciągłości żył kabli / 116 12.2 Pomiary kategorii II / 118 12.3 Pomiary baterii akumulatorów / 125 12.3.1 Badanie stanu naładowania / 125 12.3.2 Badanie rezystancji akumulatorów / 125 12.3.3 Pomiar napięcia ogniw i monobloków akumulatorów / 126 12.3.4 Pomiar rezystancji połączeń wewnątrz baterii akumulatorów / 126 12.3.5 Pomiar pojemności baterii akumulatorów / 126 12.3.6 Pomiar rezystancji izolacji baterii akumulatorów w stosunku do ziemi / 127 12.3.7 Pomiar rezystancji izolacji baterii metodą prądu upływu / 127 Dodatki / 129 1. Warunki instalacji systemów PV na stacjach benzynowych / 129 2. Uproszczony projekt instalacji PV / 136 3. Zastosowanie fotowoltaiki do zasilania znaków drogowych oraz oświetlenia drogowego / 148 Literatura / 150