Embed Size (px)
Citation preview
Слънчеви централиСлънчеви централи
Слънчева енергияСлънчева енергия Използването на слънцето за енергийни цели е познато от древността. Използването на слънцето за енергийни цели е познато от древността.
То е най-големият напълно възобновяем ресурс за производство на То е най-големият напълно възобновяем ресурс за производство на електроенергия. електроенергия. Енергията, която Енергията, която достига от него додостига от него до земната земната повърхност на година, надвишава 6 хиляди пъти годишното енергийно повърхност на година, надвишава 6 хиляди пъти годишното енергийно потребление на човечеството. потребление на човечеството. Не е тайна, че всички космически Не е тайна, че всички космически кораби и извънземни станции, изпратени от Земята, ползват за кораби и извънземни станции, изпратени от Земята, ползват за основен енергиен източник слънчевата енергия. Именно благодарение основен енергиен източник слънчевата енергия. Именно благодарение на това фотоволтаичните системи имат много висока степен на на това фотоволтаичните системи имат много висока степен на технологичност и са с много дълъг икономически живот над 30 години. технологичност и са с много дълъг икономически живот над 30 години. Те не са използвани масово в енергетиката през миналия век, но в Те не са използвани масово в енергетиката през миналия век, но в края му и в началото на 21-ви век фотоволтаичните инсталации все края му и в началото на 21-ви век фотоволтаичните инсталации все по-широко навлизат в гражданските сфери. Това е свързано с два по-широко навлизат в гражданските сфери. Това е свързано с два известни факта: първо дефицитността на конвенционалните известни факта: първо дефицитността на конвенционалните енергогорива, и второ, но не по-малко важно напълно енергогорива, и второ, но не по-малко важно напълно природосъобразното производство на електричество.природосъобразното производство на електричество.
Развитие на слънчевата енергия в БългарияРазвитие на слънчевата енергия в България
БългарияБългария- За България слънчевата енергия представлява голям - За България слънчевата енергия представлява голям енергиен ресурс. Заради географското положение на страната енергиен ресурс. Заради географското положение на страната условията за използване на слънчева енергия са изключително условията за използване на слънчева енергия са изключително благоприятни, особено в южните и източните райони. България може благоприятни, особено в южните и източните райони. България може да се раздели на три слънчеви зони, като средната годишна да се раздели на три слънчеви зони, като средната годишна продължителност на греенето е около 2150 часа. Първата слънчева продължителност на греенето е около 2150 часа. Първата слънчева инсталация в България е монтирана още през 1979 г. на покрива на инсталация в България е монтирана още през 1979 г. на покрива на бирената фабрика край Кърджали. Фотоволтаичен парк с инсталирана бирената фабрика край Кърджали. Фотоволтаичен парк с инсталирана мощност от 1 MWp (един мегават пик) бе изграден през 2008 година в мощност от 1 MWp (един мегават пик) бе изграден през 2008 година в района на с. Пауново, община Ихтиман. Соларната електроцентрала е района на с. Пауново, община Ихтиман. Соларната електроцентрала е най-голямото подобно съоръжение не само у нас, но и в цяла най-голямото подобно съоръжение не само у нас, но и в цяла Югоизточна Европа. Електроцентралата е разположена върху площ от Югоизточна Европа. Електроцентралата е разположена върху площ от 45 дка и представлява конструкция от 13 365 соларни модула и 159 45 дка и представлява конструкция от 13 365 соларни модула и 159 инвертора.инвертора.
Развитие на слънчевата енергия по светаРазвитие на слънчевата енергия по света Испания (23%) – Испания (23%) – лидер в производството на възобновяема енергия. В Испания е лидер в производството на възобновяема енергия. В Испания е
открита най-голямата електроцентрала в света. С откриването и тя изпревари открита най-голямата електроцентрала в света. С откриването и тя изпревари САЩ като най-голям производител на слънчева енергия.САЩ като най-голям производител на слънчева енергия.
Германия (35%) – Германия (35%) – източна Германия има най-голям потенциал за производство на източна Германия има най-голям потенциал за производство на електроенергия от слънце в сравнение с другите части на страната. Като цяло в електроенергия от слънце в сравнение с другите части на страната. Като цяло в Германия има над 300 хил. фотоволтаични системи, собственост на отделни Германия има над 300 хил. фотоволтаични системи, собственост на отделни граждани, фермери и малки фирми.граждани, фермери и малки фирми. Изградена е уникална самозахранваща се Изградена е уникална самозахранваща се къща със слънчеви батерии, която е поставена върху подвижна колона и въртейки къща със слънчеви батерии, която е поставена върху подвижна колона и въртейки се на 180 градуса по посока на движение на слънцето, произвежда максимално се на 180 градуса по посока на движение на слънцето, произвежда максимално количество слънчева енергия. 3 етажното цилиндрично жилищно здание наречено количество слънчева енергия. 3 етажното цилиндрично жилищно здание наречено „ къща-слънчоглед” е поставено на подвижна установка с височина 14,5 м.„ къща-слънчоглед” е поставено на подвижна установка с височина 14,5 м.
САЩ (10%) – САЩ (10%) – в САЩ използването на слънчевата светлина се различава в САЩ използването на слънчевата светлина се различава значително, като се отчита местоположениетозначително, като се отчита местоположението и сезона. През лятото при повече и сезона. През лятото при повече часове дневна светлина и по висок ъгъл на падане, се получава повече слънчева часове дневна светлина и по висок ъгъл на падане, се получава повече слънчева енергия. В САЩ най- големите слънчеви централи се намират в пустиня Мохаве. енергия. В САЩ най- големите слънчеви централи се намират в пустиня Мохаве. До 2-3 години ще съумеят да си върнат второто място в света като потребители.До 2-3 години ще съумеят да си върнат второто място в света като потребители.
Португалия-Португалия- поставили са си амбициозни цели по отношение на възобновяемите поставили са си амбициозни цели по отношение на възобновяемите енергоизточници, до 2020 г. произвежданото електричество да достигне 21 %. енергоизточници, до 2020 г. произвежданото електричество да достигне 21 %. Португалия има доста сериозно предимство- интензивното слънчево греене. Португалия има доста сериозно предимство- интензивното слънчево греене. Статистиката от 2005г. сочи, че тя се нарежда в средата на европейската Статистиката от 2005г. сочи, че тя се нарежда в средата на европейската класация по използване на фотоволтаични уреди.класация по използване на фотоволтаични уреди.
Технологии за производство на енергияТехнологии за производство на енергия Понастоящем, директното използване на слънчевата светлина и топлина за производство на енергия се осъществява от следните технологии:Понастоящем, директното използване на слънчевата светлина и топлина за производство на енергия се осъществява от следните технологии: Соларните термични панели за загряване на вода за нуждите на домакинства, институции и предприятияСоларните термични панели за загряване на вода за нуждите на домакинства, институции и предприятия
Слънчеви концентратори за производство на електроенергия – Слънцето загрява вода, която се превръща в пара и задвижва турбинен Слънчеви концентратори за производство на електроенергия – Слънцето загрява вода, която се превръща в пара и задвижва турбинен генераторгенераторФотоволтаични клетки – директно превръщат слънчевата светлина в електроенергия. Също се използват в системи с концентратори.Фотоволтаични клетки – директно превръщат слънчевата светлина в електроенергия. Също се използват в системи с концентратори.
Фотоволтаичните клетки са най-обещаващата технология за производство на възобновима електроенергия. Те са единствената технология, която разчита Фотоволтаичните клетки са най-обещаващата технология за производство на възобновима електроенергия. Те са единствената технология, която разчита директно на първичния енергиен източник – Слънцето – без “посредници”. директно на първичния енергиен източник – Слънцето – без “посредници”.
Фотоволтаична клеткаФотоволтаична клетка
Фотоволтаичната клетка е компонентът, който способства за Фотоволтаичната клетка е компонентът, който способства за превръщането на светлината в електричество. Когато слънчевата превръщането на светлината в електричество. Когато слънчевата светлина попадне върху нея, част от енергията на светлинната светлина попадне върху нея, част от енергията на светлинната частица (фотона) се поглъща от клетката. При поглъщането на един частица (фотона) се поглъща от клетката. При поглъщането на един фотон един (отрицателен) електрон от силиконовия атом се фотон един (отрицателен) електрон от силиконовия атом се освобождава и остава положителна “празнина”. Освободеният освобождава и остава положителна “празнина”. Освободеният електрон и положителната празнина се неутрализират, когато са електрон и положителната празнина се неутрализират, когато са заедно. Следователно, за да могат да генерират електричество, заедно. Следователно, за да могат да генерират електричество, електронът и празнината трябва да бъдат разделени. Това обикновено електронът и празнината трябва да бъдат разделени. Това обикновено се постига чрез подреждане на спойки в клетката. Освободените се постига чрез подреждане на спойки в клетката. Освободените електрони не могат да се върнат към празнините с положителен заряд. електрони не могат да се върнат към празнините с положителен заряд. Когато електрическите контакти в предната и задната част се свържат Когато електрическите контакти в предната и задната част се свържат посредством външна токова верига, освободените електрони могат да посредством външна токова верига, освободените електрони могат да се върнат само към положително заредените празнини като преминат се върнат само към положително заредените празнини като преминат през тази външна токова верига и така генерират електричество.през тази външна токова верига и така генерират електричество.
Каква светлина използват фотоволтаичните Каква светлина използват фотоволтаичните клеткиклетки
Слънчевата светлина се състои от пряка светлина и непряка или Слънчевата светлина се състои от пряка светлина и непряка или дифузна светлина (която се разпръсква по прашинките или водните капки дифузна светлина (която се разпръсква по прашинките или водните капки в атмосферата). Фотоволтаичните клетки използват не само пряката в атмосферата). Фотоволтаичните клетки използват не само пряката светлина, но произвеждат електричество и когато небето е облачно. светлина, но произвеждат електричество и когато небето е облачно. Всеобхватно е погрешното схващане, че фотоволтаичните клетки се Всеобхватно е погрешното схващане, че фотоволтаичните клетки се нуждаят само от пряка слънчева светлина и затова не са подходящи за нуждаят само от пряка слънчева светлина и затова не са подходящи за умерен климат. Това не е така: фотоволтаиците използват дифузната умерен климат. Това не е така: фотоволтаиците използват дифузната слънчева радиация както и пряката слънчева светлина. За да се слънчева радиация както и пряката слънчева светлина. За да се определи потенциалът за генериране на фотоволтаично електричество е определи потенциалът за генериране на фотоволтаично електричество е необходимо да се изчисли средната обща слънчева енергия за годината. необходимо да се изчисли средната обща слънчева енергия за годината. Когато слънчевата светлина попадне върху фотоволтаична клетка се Когато слънчевата светлина попадне върху фотоволтаична клетка се произвежда прав ток. Този ток може да бъде използван чрез подаване на произвежда прав ток. Този ток може да бъде използван чрез подаване на електрически товар в клетката. Количеството на полезното електрически товар в клетката. Количеството на полезното електричество генерирано от фотоволтаичен модул е пропорционално на електричество генерирано от фотоволтаичен модул е пропорционално на интензитета на светлинната енергия, която попада върху конверсивната интензитета на светлинната енергия, която попада върху конверсивната площ. Затова колкото наличността на слънчев ресурс е по-голяма, площ. Затова колкото наличността на слънчев ресурс е по-голяма, толкова е по-голям и потенциалът за генериране на електричество. Ясно толкова е по-голям и потенциалът за генериране на електричество. Ясно е, че фотоволтаичната система не може да генерира електричество през е, че фотоволтаичната система не може да генерира електричество през нощта, но може да съхранява натрупаната енергия в батерия, за да може нощта, но може да съхранява натрупаната енергия в батерия, за да може да бъде използвана в нощните часове да бъде използвана в нощните часове
Видове Видове клеткиклетки Монокристални клетки – те са най-разпространените. Произвеждат се от Монокристални клетки – те са най-разпространените. Произвеждат се от
много чист силициев кристал с единна кристална решетка. Кристалът се много чист силициев кристал с единна кристална решетка. Кристалът се нарязва на изключително тънки дискове, дебели около 0.2 mm. От тези нарязва на изключително тънки дискове, дебели около 0.2 mm. От тези дискове се изработват клетките. Масово произвежданите монокристални дискове се изработват клетките. Масово произвежданите монокристални клетки имат ефективност 13-18%. Ефективността на панелите винаги е малко клетки имат ефективност 13-18%. Ефективността на панелите винаги е малко по-ниска, и в случая е около 11-16%. Монокристалните клетки са най-по-ниска, и в случая е около 11-16%. Монокристалните клетки са най-ефективни, но тяхното производство е най-енергоемко и скъпо. С ефективни, но тяхното производство е най-енергоемко и скъпо. С увеличаване на температурата на клетката ефективността на силициевите увеличаване на температурата на клетката ефективността на силициевите клетки намалява.клетки намалява.
Поликристални клетки – те Поликристални клетки – те също се произвеждат от чист също се произвеждат от чист силициев кристал. Силицият се силициев кристал. Силицият се разтапя, след което разтапя, след което контролирано се охлажда в контролирано се охлажда в матрица. При това се оформя матрица. При това се оформя поликристал с неправилна поликристал с неправилна кристална решетка. Масово кристална решетка. Масово произвежданите поликристални произвежданите поликристални клетки имат ефективност между клетки имат ефективност между 15 - 17%.15 - 17%.
Тънкослойни клетки:Клетки от аморфен силиций – аморфният силиций не е кристален. Ефективността на този тип клетки варира от 4 до 8%. Тъй като клетките са много тънки – около 2mm – за производството им е необходим по-малко изходен материал. От аморфен силиций се правят клетките за часовници и калкулатори. Те са най-слабо развитата фотоволтаична технология. Поради ниската си ефективност се използват най-рядко от всички останали тънкослойни.
Несилициеви клетки – тези клетки не се правят от силиций, поради Несилициеви клетки – тези клетки не се правят от силиций, поради което разходите за тяхното производство са по-ниски. Тяхната което разходите за тяхното производство са по-ниски. Тяхната ефективност е около 7-9%. Тънкослойните клетки са устойчиви на ефективност е около 7-9%. Тънкослойните клетки са устойчиви на високи температури и на засенчване. Те могат успешно да се високи температури и на засенчване. Те могат успешно да се интегрират в съществуващи сгради, защото могат да се прозвеждат интегрират в съществуващи сгради, защото могат да се прозвеждат във вид на руло, с което да се облепят фасадите и покривите, без да е във вид на руло, с което да се облепят фасадите и покривите, без да е нужен специален монтаж.нужен специален монтаж.
Въпреки че производството на силициеви клетки е скъпо, изходният Въпреки че производството на силициеви клетки е скъпо, изходният материал за производството (кварцов пясък – SiO2) се намира в материал за производството (кварцов пясък – SiO2) се намира в изобилие в земната кора.изобилие в земната кора.
Ето каква е веригата на стойността при производството на Ето каква е веригата на стойността при производството на фотоволтаични панели:фотоволтаични панели:
Фотоволтаични системиФотоволтаични системи
ФФотоволтаична системаотоволтаична система е система, която използва слънчеви клетки за е система, която използва слънчеви клетки за преобразуване на светлината в електричество. Фотоволтаичната преобразуване на светлината в електричество. Фотоволтаичната система се състои от множество компоненти, включително и клетките, система се състои от множество компоненти, включително и клетките, механични и електрически връзки и техните корпуси и средствата за механични и електрически връзки и техните корпуси и средствата за регулиране и / или промяна на електрическа мощност. регулиране и / или промяна на електрическа мощност.
Поради ниското напрежение на отделни соларни клетки (обикновено Поради ниското напрежение на отделни соларни клетки (обикновено ок. 0.5V), няколко клетки са комбинирани в фотоволтаични модули , ок. 0.5V), няколко клетки са комбинирани в фотоволтаични модули , което на свой ред са свързани помежду си в масив. Произведената което на свой ред са свързани помежду си в масив. Произведената електроенергия може да бъде или съхранявана, използвана директно електроенергия може да бъде или съхранявана, използвана директно (остров / самостоятелни инсталации), или се дават в голяма (остров / самостоятелни инсталации), или се дават в голяма електрическа мрежа, задвижвани от централата поколение, или в електрическа мрежа, задвижвани от централата поколение, или в комбинация с един или много местни производители на комбинация с един или много местни производители на електроенергия да бъдат включени в малка мрежа (хибридни електроенергия да бъдат включени в малка мрежа (хибридни инсталации). В зависимост от вида на приложението, останалата част инсталации). В зависимост от вида на приложението, останалата част на системата се състои от различни компонентиСистемите обикновено на системата се състои от различни компонентиСистемите обикновено са проектирани така, че да се гарантира най-високия енергиен добив са проектирани така, че да се гарантира най-високия енергиен добив за определена инвестиция. за определена инвестиция.
Видоеве фотоволтаични системи:Видоеве фотоволтаични системи:
Фотоволтаични системи за свързване към обществената мрежаФотоволтаични системи за свързване към обществената мрежа-- това това е най- честое най- често използваната форма, като при нея добитата ел. енергия използваната форма, като при нея добитата ел. енергия директно се подава в мрежата за електроснабдяване и се продава или директно се подава в мрежата за електроснабдяване и се продава или употребява. Допълнително се монтира и електромер.употребява. Допълнително се монтира и електромер.
С такава инсталация днес всеки може да бъде производител на С такава инсталация днес всеки може да бъде производител на енергия. Произведеното електричество може да бъде подадено в енергия. Произведеното електричество може да бъде подадено в обществена мрежа.обществена мрежа.
Във фотоволтаичен модул 1 се включват последователно повече Във фотоволтаичен модул 1 се включват последователно повече соларни клетки. Те по правило се състоят от полупроводников соларни клетки. Те по правило се състоят от полупроводников материал силиций и два дотирани слоя фосфор и бор. При наличие на материал силиций и два дотирани слоя фосфор и бор. При наличие на слънчева радиация се получава напрежение между слоевете и при слънчева радиация се получава напрежение между слоевете и при включване на консуматор протича постоянен ток. Този ток посредством включване на консуматор протича постоянен ток. Този ток посредством инвертор 2 се преобразува в променлив ток и влиза в обществената инвертор 2 се преобразува в променлив ток и влиза в обществената енергийна мрежа. Подаденото количество електроенергия се отчита енергийна мрежа. Подаденото количество електроенергия се отчита посредством допълнителен електромер 3.посредством допълнителен електромер 3.
Автономна фотоволтаична системаАвтономна фотоволтаична система- - използват се главно при използват се главно при обекти, териториално откъснати от електроснабдителната мрежа, като обекти, териториално откъснати от електроснабдителната мрежа, като например отдалечени вили, лодки, планински хижи и др. Тнапример отдалечени вили, лодки, планински хижи и др. Тези системи ези системи обикновено се нуждаят от система за съхраняване на енергията обикновено се нуждаят от система за съхраняване на енергията (батерии), защото произведената електрическа енергия не винаги се (батерии), защото произведената електрическа енергия не винаги се консумира веднага.консумира веднага.
ППри ри този вид система соларната енергия не се подава към мрежа, а този вид система соларната енергия не се подава към мрежа, а директно се консумира или съхранява в акумулаторни батерии 4. директно се консумира или съхранява в акумулаторни батерии 4. Заряда им се конролира от заряден регулатор 2. Електричеството от Заряда им се конролира от заряден регулатор 2. Електричеството от батериите може да се консумира чрез специални уреди на постоянен батериите може да се консумира чрез специални уреди на постоянен ток (5 хладилник, радио, осветление) или да бъде преобразувана ток (5 хладилник, радио, осветление) или да бъде преобразувана посредством инвертор 3 в променлив ток.посредством инвертор 3 в променлив ток.
стационарни (статични) PV системистационарни (статични) PV системи - те са неподвижни и модулите им - те са неподвижни и модулите им се монтират на дадено място (земята, покриви или фасади) под един и се монтират на дадено място (земята, покриви или фасади) под един и същ, точно определен ъгъл, изчислен като оптимален при съответните същ, точно определен ъгъл, изчислен като оптимален при съответните условия. Правилното определяне на този ъгъл е от съществено условия. Правилното определяне на този ъгъл е от съществено значение за производителността на системата. Стационарните PV значение за производителността на системата. Стационарните PV системи имат най-ниска себестойност на инвестицията и най-ниски системи имат най-ниска себестойност на инвестицията и най-ниски разходи по поддръжката. Подходящи са за централи с големи разходи по поддръжката. Подходящи са за централи с големи мощности (в този случай изискват големи площи земя), както и за хора, мощности (в този случай изискват големи площи земя), както и за хора, които имат сграда или поне южно разположена фасада (в този случай които имат сграда или поне южно разположена фасада (в този случай не изискват закупуване на земя). Покривните PV системи имат и не изискват закупуване на земя). Покривните PV системи имат и предимството, че повишават здравината 1на покрива, спират предимството, че повишават здравината 1на покрива, спират магнитните вълни и UV лъчи и го шумо- и топлоизолират.магнитните вълни и UV лъчи и го шумо- и топлоизолират.
следящи PV системиследящи PV системи - техните модули са подвижни, като проследяват - техните модули са подвижни, като проследяват движението на слънцето и поради това постигат най- висока движението на слънцето и поради това постигат най- висока ефективност от всички видове системи. Конструкцията на тези системи ефективност от всички видове системи. Конструкцията на тези системи ги разделя на два типа - едноосни и двуосни, като по-често ги разделя на два типа - едноосни и двуосни, като по-често предпочитани са двуосните системи. предпочитани са двуосните системи. При При едноосната система модула едноосната система модула следи движението на слънцето само от изток на запад. Ъгъла между следи движението на слънцето само от изток на запад. Ъгъла между модула и хоризонта не се променя. Фотоволтаика през целия ден е модула и хоризонта не се променя. Фотоволтаика през целия ден е насочен максимално към слънцето, но не винаги е точно срещу него. насочен максимално към слънцето, но не винаги е точно срещу него. Този недостатък е избегнат с двуосовата следяща система. При нея Този недостатък е избегнат с двуосовата следяща система. При нея модулът следи слънцето от изток на запад, но в същото време се мени модулът следи слънцето от изток на запад, но в същото време се мени и ъгълът на наклона на фотоволтаика спрямо земята ( хоризонта ). и ъгълът на наклона на фотоволтаика спрямо земята ( хоризонта ). Така модулът е винаги насочен перпендикулярно спрямо слънчевото Така модулът е винаги насочен перпендикулярно спрямо слънчевото лъчение и така се създават условия за по-пълно приемане и лъчение и така се създават условия за по-пълно приемане и трансформиране на слънчевата радиация. Двуосната следяща трансформиране на слънчевата радиация. Двуосната следяща система е значително по-сложна, но и по-ефективна от едноосната. система е значително по-сложна, но и по-ефективна от едноосната. Следящото устройство увеличава добива на годишна база с 40%.Следящото устройство увеличава добива на годишна база с 40%.
Елементи изграждащи фотоволтаичната Елементи изграждащи фотоволтаичната системасистема
Слънчеви клетки - основното съоръжение и най-малкият независим Слънчеви клетки - основното съоръжение и най-малкият независим операционен операционен елемент на всички фотоволтаични системи. Представлява полупроводниково елемент на всички фотоволтаични системи. Представлява полупроводниково устройство, което преобразува светлинната енергия в електрическа. Тя устройство, което преобразува светлинната енергия в електрическа. Тя изпълнява две функции:изпълнява две функции:
1. генерация на токоносители1. генерация на токоносители 2. разделяне на токоносители2. разделяне на токоносители Контролер - осигурява оптимална работа на фотоволтаичните панели, като Контролер - осигурява оптимална работа на фотоволтаичните панели, като
поддържа работната им точка винаги в зоната на максимална мощност. Също поддържа работната им точка винаги в зоната на максимална мощност. Също така контролерът оптимизира зареждането на акумулаторната батерия.така контролерът оптимизира зареждането на акумулаторната батерия.
Акумулаторна батерия – предназначението е да акумулира излишната енергия, Акумулаторна батерия – предназначението е да акумулира излишната енергия, генерирана от фотоволтаиците през светлата част на денонощието, и да я генерирана от фотоволтаиците през светлата част на денонощието, и да я отдава през нощта, поддържайки непрекъснато електрозахранването на отдава през нощта, поддържайки непрекъснато електрозахранването на консуматорите.консуматорите.
Инвертор - Инверторьт е устройство, което преобразува придобития от Инвертор - Инверторьт е устройство, което преобразува придобития от соларните модули постоянен ток в променлив, който се използва в ежедневието соларните модули постоянен ток в променлив, който се използва в ежедневието за захранване на електрически уреди. За уреди с постоянен ток не е необходим за захранване на електрически уреди. За уреди с постоянен ток не е необходим инвертор. Тези уреди могат да бьдат директо свьрзани кьм Вашата инвертор. Тези уреди могат да бьдат директо свьрзани кьм Вашата фотоволтаична система.фотоволтаична система.
Стандартни условия за фотоволтаициСтандартни условия за фотоволтаици Ефективността на един фотоволтаик зависи от много фактори, включително Ефективността на един фотоволтаик зависи от много фактори, включително
температура на кристала, спектър на светлината, ориентация към слънцето, температура на кристала, спектър на светлината, ориентация към слънцето, географско местоположение, където е инсталиран и др.географско местоположение, където е инсталиран и др.Прието е всички параметри на фотоволтаиците да се дават за точно Прието е всички параметри на фотоволтаиците да се дават за точно определени условия, наречени стандартни, а именно:определени условия, наречени стандартни, а именно:- - интензивност на светлината, с която се осветява фотоволтаикът – 1000 интензивност на светлината, с която се осветява фотоволтаикът – 1000 W/m2;W/m2;- - температура на фотоволтаика – 25 °С;температура на фотоволтаика – 25 °С;-- слънчев референтен спектър – AM1.5; слънчев референтен спектър – AM1.5;Последната величина се дава в единица, наречена въздушна маса (Air Mass – Последната величина се дава в единица, наречена въздушна маса (Air Mass – AM). В космоса отсъства атмосфера, затова се казва, че въздушната му маса AM). В космоса отсъства атмосфера, затова се казва, че въздушната му маса е 0 – АМ0. Точно по обед, светлината пада почти перпендикулярно на земната е 0 – АМ0. Точно по обед, светлината пада почти перпендикулярно на земната повърхност и изминава най-кратко разстояние в атмосферата. Това повърхност и изминава най-кратко разстояние в атмосферата. Това разстояние е прието за единица и се означава като АМ1. Пътят на светлината разстояние е прието за единица и се означава като АМ1. Пътят на светлината през атмосферата влияе на спектралния й състав, а от там и на през атмосферата влияе на спектралния й състав, а от там и на ефективността на фотоволтаиците. По тази причина е прието мощността на ефективността на фотоволтаиците. По тази причина е прието мощността на панелите да се дава за АМ1.5, което отговаря на осреднения път на панелите да се дава за АМ1.5, което отговаря на осреднения път на светлината за целия ден при фотоволтаици, монтирани в географски ширини с светлината за целия ден при фотоволтаици, монтирани в географски ширини с умерен климат, към който принадлежи и България.умерен климат, към който принадлежи и България.Инсталираната мощност при фотоволтаични модули се изразява в Wp – Инсталираната мощност при фотоволтаични модули се изразява в Wp – пикова мощност, която фотоволтаиците ще генерират при посочените пикова мощност, която фотоволтаиците ще генерират при посочените стандартни условиястандартни условия..
ПриложениеПриложение
Фотоволтаичните системи могат да бъдат използвани за жилищни, офисни, Фотоволтаичните системи могат да бъдат използвани за жилищни, офисни, административни и обществени сгради или отдалечени обекти, където или няма административни и обществени сгради или отдалечени обекти, където или няма електрическа мрежа или свързването към нея е прекалено скъпо. електрическа мрежа или свързването към нея е прекалено скъпо. Фотоволтаичните системи могат да се монтират на покривите или на фасадите Фотоволтаичните системи могат да се монтират на покривите или на фасадите на сградите или да функционират като самостоятелна система. Иновативната на сградите или да функционират като самостоятелна система. Иновативната технология на фотоволтаичната редица и системите за монтаж позволяват технология на фотоволтаичната редица и системите за монтаж позволяват модернизиране на съществуващи покриви или лесно включване в сградната модернизиране на съществуващи покриви или лесно включване в сградната “обвивка” на строителния обект. Системите се разработват в съответствие с “обвивка” на строителния обект. Системите се разработват в съответствие с архитектурните течения на епохата. Модерната технология се развива бързо и архитектурните течения на епохата. Модерната технология се развива бързо и фотоволтаиците вече не са ограничени до редици от квадратни и плоски фотоволтаиците вече не са ограничени до редици от квадратни и плоски панели, а могат да бъдат използвани извити и оформени според дизайна на панели, а могат да бъдат използвани извити и оформени според дизайна на сградата панели. Естествено, за ефективност на системата основното сградата панели. Естествено, за ефективност на системата основното изискване е панелите да бъдат монтирани на покриви и фасади с южно изискване е панелите да бъдат монтирани на покриви и фасади с южно изложение, за да улавят пълноценно слънчевата светлина. Фотоволтаичната изложение, за да улавят пълноценно слънчевата светлина. Фотоволтаичната енергия може да бъде прилагана във всякакви сгради – от жилищни и офисни енергия може да бъде прилагана във всякакви сгради – от жилищни и офисни до обществени сгради и фабрики. Фотоволтаиците могат да бъдат монтирани до обществени сгради и фабрики. Фотоволтаиците могат да бъдат монтирани на сградите или чрез пълно интегриране в сградната “обвивка” или като отделен на сградите или чрез пълно интегриране в сградната “обвивка” или като отделен елемент. Системата обикновено се свързва към електропроводната мрежа като елемент. Системата обикновено се свързва към електропроводната мрежа като използва електронен преобразувател. използва електронен преобразувател. Като технология за възобновяема енергия, фотоволтаиците предлагат отлично Като технология за възобновяема енергия, фотоволтаиците предлагат отлично решение за пестене на енергия, ниски емисии на парникови газове, евтина решение за пестене на енергия, ниски емисии на парникови газове, евтина поддръжка и устойчиво развитие.поддръжка и устойчиво развитие.
ТенденцииТенденции Слънчева кула”Слънчева кула” е един интересен начин да се събира енергия от един от най- е един интересен начин да се събира енергия от един от най-
добрите и екологични източници в нашата слънчева система-Слънцето. Ето добрите и екологични източници в нашата слънчева система-Слънцето. Ето какъв е принципа:какъв е принципа: Въздух се затопля под прозрачния панел на голяма Въздух се затопля под прозрачния панел на голяма парникова конструкция с комин в средата. Отделно покривът на конструкцията парникова конструкция с комин в средата. Отделно покривът на конструкцията има леко възходящ профил улесняващ потока на разширените газове към има леко възходящ профил улесняващ потока на разширените газове към средата на конструкцията където е коминът.средата на конструкцията където е коминът. Там, където конструкцията вече Там, където конструкцията вече прави връзка с комина е сложено стеснение с турбини, като целия поток от прави връзка с комина е сложено стеснение с турбини, като целия поток от резултиралата конвекция минава от там.резултиралата конвекция минава от там. Въздухът движи турбините за сметка Въздухът движи турбините за сметка на температурата си/скоростта на потока. Турбините генерират електричество, на температурата си/скоростта на потока. Турбините генерират електричество, въздухът излиза през комина.въздухът излиза през комина. С цел удължаване живота на процеса по цялата С цел удължаване живота на процеса по цялата площ под панела има колектори, които нагрети от слънцето през деня площ под панела има колектори, които нагрети от слънцето през деня продължават да излъчват и през нощта, поддържайки производството.продължават да излъчват и през нощта, поддържайки производството. Ефективността на съоръжението зависи от няколко неща:Ефективността на съоръжението зависи от няколко неща:
Площта на парника. Колкото е по-голям толкова по-мощен конвекционен поток и Площта на парника. Колкото е по-голям толкова по-мощен конвекционен поток и с по-голям дебит.с по-голям дебит.
Височината на комина. Разликата в налягането между основата и върха спомага Височината на комина. Разликата в налягането между основата и върха спомага за това топлия въздух да излиза по-скоростно както и повече студен въздух да за това топлия въздух да излиза по-скоростно както и повече студен въздух да се събира в основата.се събира в основата.
Комбинация от двете…Комбинация от двете…
Въртящ се небостъргачВъртящ се небостъргач
Проектът се оценява като революционен, тъй като това е първата Проектът се оценява като революционен, тъй като това е първата въртяща се сграда в света. Небостъргачът ще бъде висок 313 метра и въртяща се сграда в света. Небостъргачът ще бъде висок 313 метра и ще има 68 етажа. За изграждането и ще са необходими 330 милиона ще има 68 етажа. За изграждането и ще са необходими 330 милиона евро. евро.
Сградата ще променя непрекъснато формата си и ще произвежда Сградата ще променя непрекъснато формата си и ще произвежда енергия със слънчеви панели. Обитателите на сградата ще могат да енергия със слънчеви панели. Обитателите на сградата ще могат да избират по свое желание панорамата и ъгъла, под който да пада избират по свое желание панорамата и ъгъла, под който да пада дневната светлина. Това ще става посредством механизъм, който ще дневната светлина. Това ще става посредством механизъм, който ще позволява на всеки етаж да се върти самостоятелно. Преместването и позволява на всеки етаж да се върти самостоятелно. Преместването и въртенето ще става с много ниска скорост, така че да не дразни въртенето ще става с много ниска скорост, така че да не дразни обитателите и да не затруднява движенята им в сградата. Този проект обитателите и да не затруднява движенята им в сградата. Този проект слага край на статичната архитектура и поставя началото на слага край на статичната архитектура и поставя началото на динамична ера в архитектурата. Небостъргачът сам ще си произвежда динамична ера в архитектурата. Небостъргачът сам ще си произвежда енергия. Сградата ще бъде в състояние дори да продава енергия на енергия. Сградата ще бъде в състояние дори да продава енергия на външни клиенти.външни клиенти.
Въртящия се небостъргач е първата сграда, която ще бъде Въртящия се небостъргач е първата сграда, която ще бъде реализирана с индустриални системи. 90% от частите и ще бъдат реализирана с индустриални системи. 90% от частите и ще бъдат изградени във фабрики, а след това ще бъдат монтирани с помощта изградени във фабрики, а след това ще бъдат монтирани с помощта на 90 работници.на 90 работници.
Предимства на слънчевата енергияПредимства на слънчевата енергия Главното предимство на слънчевата енергия е, че не замърсява околната среда в процеса на Главното предимство на слънчевата енергия е, че не замърсява околната среда в процеса на
генериране на електроенергия. Слънчевата енергия е чиста и възобновяема (за разлика от газ, генериране на електроенергия. Слънчевата енергия е чиста и възобновяема (за разлика от газ, петрол и въглища) и устойчива, което помага за защита на околната среда.петрол и въглища) и устойчива, което помага за защита на околната среда.
Слънчева енергия не допринася за глобалното затопляне, киселинните дъждове и смогът. Тя Слънчева енергия не допринася за глобалното затопляне, киселинните дъждове и смогът. Тя активно допринася за намаляване на вредните емисии и на парниковите газове. активно допринася за намаляване на вредните емисии и на парниковите газове.
Няма текущи разходи в процеса на работа - слънчевото излъчване е свободно навсякъде. След Няма текущи разходи в процеса на работа - слънчевото излъчване е свободно навсякъде. След като бъде инсталирана системата няма текущи разходи. като бъде инсталирана системата няма текущи разходи.
Може да се прилага гъвкаво към най-различни потребители - за стационарни или преносими Може да се прилага гъвкаво към най-различни потребители - за стационарни или преносими устройства. За разлика от повечето енергоизточници, слънчевите панели може да се направят устройства. За разлика от повечето енергоизточници, слънчевите панели може да се направят достатъчно малки, за да се поберат в джобни електронни устройства, или достатъчно големи, за достатъчно малки, за да се поберат в джобни електронни устройства, или достатъчно големи, за да зареждат автомобилните батерии или за доставка на електроенергия за целия сгради.да зареждат автомобилните батерии или за доставка на електроенергия за целия сгради.
Тази енергия не е засегната от търсенето и предлагането на горива и следователно не е Тази енергия не е засегната от търсенето и предлагането на горива и следователно не е зависима от все по-високата цена на изкопаемите горива.зависима от все по-високата цена на изкопаемите горива.
Слънчевата енергия не употребява гориво за създаването си, което от своя страна не Слънчевата енергия не употребява гориво за създаването си, което от своя страна не допринася за разходите и проблемите на събирането и транспортирането на гориво или допринася за разходите и проблемите на събирането и транспортирането на гориво или съхраняване на радиоактивни отпадъци.съхраняване на радиоактивни отпадъци.
Тя се генерирани където е необходимо. Ето защо, няма големи разходи по пренасяне на Тя се генерирани където е необходимо. Ето защо, няма големи разходи по пренасяне на енергията.енергията.
Слънчевата енергия може да бъде използвана за компенсиране на доставената до потребителя Слънчевата енергия може да бъде използвана за компенсиране на доставената до потребителя енергия от други източници. Това води не само до намаляване на Вашата сметка за енергия от други източници. Това води не само до намаляване на Вашата сметка за електроенергия, но също така ще продължи да Ви снабдява с електричество в случай на електроенергия, но също така ще продължи да Ви снабдява с електричество в случай на прекъсване на захранването.прекъсване на захранването.
Слънчева енергийна система може да работи напълно самостоятелно. Тя може да бъде Слънчева енергийна система може да работи напълно самостоятелно. Тя може да бъде инсталирана в отдалечени места, правейки ги по-практични и рентабилни, отколкото да бъдат инсталирана в отдалечени места, правейки ги по-практични и рентабилни, отколкото да бъдат захранени от електрическата мрежа.захранени от електрическата мрежа.
Недостатъци на слънчевата енергия Недостатъци на слънчевата енергия
Един от основните недостатъци е първоначалната цена на оборудването, Един от основните недостатъци е първоначалната цена на оборудването, използвано с цел овладяване на слънцето енергия.използвано с цел овладяване на слънцето енергия.
цената на слънчевата енергия също е висока в сравнение с тази от цената на слънчевата енергия също е висока в сравнение с тази от невъзобновяеми източници. Тъй като недóстига на електроенергия става невъзобновяеми източници. Тъй като недóстига на електроенергия става все по-голям, слънчевата енергия става с все по-конкурентна цена.все по-голям, слънчевата енергия става с все по-конкурентна цена.
Една слънчева инсталация изисква голяма площ, за системата, за да Една слънчева инсталация изисква голяма площ, за системата, за да бъдат ефективни в осигуряването на източник на електрическа енергия. бъдат ефективни в осигуряването на източник на електрическа енергия. Това може да бъде по-неблагоприятно положение в областите, където Това може да бъде по-неблагоприятно положение в областите, където пространството е по- малко. пространството е по- малко.
Замърсяването може да бъде по-неблагоприятно положение за Замърсяването може да бъде по-неблагоприятно положение за слънчевите панели, като замърсяването може да влоши ефективността слънчевите панели, като замърсяването може да влоши ефективността на фотоволтаичните клетки. Облаците предоставят същия ефект, тъй на фотоволтаичните клетки. Облаците предоставят същия ефект, тъй като те могат да намалят енергията на слънчевите лъчи. Този недостатък като те могат да намалят енергията на слънчевите лъчи. Този недостатък е по-голям проблем с големите слънчеви елементи, по-нови проекти е по-голям проблем с големите слънчеви елементи, по-нови проекти интегрират технологии, за да се преодолее най-лошото на тези ефекти.интегрират технологии, за да се преодолее най-лошото на тези ефекти.
Слънчевата енергия е полезно, само когато слънцето грее. През нощта Слънчевата енергия е полезно, само когато слънцето грее. През нощта слънчевата електроенергия ще бъде безполезна, но използването на слънчевата електроенергия ще бъде безполезна, но използването на слънчевите зарядни устройства могат да помогнат за намаляването на слънчевите зарядни устройства могат да помогнат за намаляването на последиците от този недостатък.последиците от този недостатък.
Благодаря ви за вниманиетоБлагодаря ви за вниманието
