Wprowadzenie do fotowoltaiki. Więcej: www.fotowoltaika-szkolenia.pl

1. WSTĘP DO FOTOWOLTAIKI
JAKUB WIŚNIEWSKI
www.Fotowoltaika-Szkolenia.pl

2. PLAN
 CO TO JEST FOTOWOLTAIKA ?
 ZALETY I WADY
 OPŁACALNOŚĆ ENERGETYCZNA
 POTENCJAŁ ROZWOJU W POLSCE
 JAK ZBUDOWANE SĄ MODUŁY FOTOWOLTAICZNE ?
 TECHNOLOGIE DOSTĘPNE NA RYNKU ?
 SCHEMATY BUDOWY ORAZ PRZYKŁADY SYSTEMÓW FOTOWOLTAICZNYCH
 SYSTEMY DACHOWE
 ELEKTROWNIE NAZIEMNE
 RODZAJE SYSTEMÓW (ZE WZGL. NA OBECNOŚĆ SIECI I TECHNIKI MONTAŻU)
 KONSTRUKCJE MOCUJĄCE
 POPRAWNA TERMINOLOGIA
 INFORMACJA O SZKOLENIACH
2

3. CO TO JEST FOTOWOLTAIKA?
BEZPOŚREDNIA KONWERSJA ENERGII PROMIENIOWANIA SŁONECZNEGO NA ENERGIĘ
ELEKTRYCZNĄ
( )
• WEDŁUG PROJEKTOWANYCH PRZEPISÓW SYSTEM FOTOWOLTAICZNY BĘDZIE
PRODUKTEM INWESTYCYJNYM O WYSOKIEJ STOPIE ZWROTU ( >> 10% ) Z
ASPEKTAMI TECHNICZNYMI
• NASTAWIENIE NA PRZYCHÓD (W PRZECIWIEŃSTWIE DO INWESTYCJI W
KOLEKTORY CIEPLNE – NASTAWIENIE NA OSZCZĘDZANIE)
3

4. CO TO JEST FOTOWOLTAIKA?
62 m2 => do 13 000 zł / rok
4

5. POTENCJAŁ ROZWOJU W POLSCE
(RYNEK ZIELONYCH CERTYFIKATÓW)
Zapotrzebowanie
Współspalanie
Fotowoltaika
Pozostałe OZE
Źródło: Projekcja IEO
5

6. ROZWÓJ FOTOWOLTAIKI W EUROPIE
 Roczna produkcja energii : 2%
 W tym 4 % szczytowego zapotrzebowania
 Włochy : 5% energii i ok. 10% szczytowego zapotrzebowania
 W Niemcy: 4% energii
6

7. ROZWÓJ FOTOWOLTAIKI W EUROPIE
Wzrost mocy zainstalowane w fotowoltaice w latach 2000 -2011
61,716
60,000
50,000
40,000
[MW]
29,777
30,000
20,000
16,357
10,554
10,000
6,257
3,285
2,299
389 590 1,297
154 248
0
2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
7

8. ROZWÓJ FOTOWOLTAIKI W HISZPANII
3000
2652
2500
N owa moc w PV w H iszpanii [ MW p]
2000
1500
1000
526
500
30 67
0
2006 2007 2008 2009
8
Źródło: http://www.theenergycollective.com/willem-post/46824/impact-csp-and-pv-solar-feed-tariffs-spain

9. ROZWÓJ FOTOWOLTAIKI W CZECHACH
1600
1400
1400
1200
Nowa moc w PV w Czechach [MWp]
1000
800
600
398
400 333
200
3
0 7
2007 2008 2009 2010 2011
9

10. MAPA NASŁONECZNIENIA EUROPY
10
źródło - http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/cmaps/eur.htm

11. MAPA NASŁONECZNIENIA POLSKI
11
źródło - http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/cmaps/eur.htm

12. ENERGIA SŁONECZNA - DEFINICJE
WIELKOŚCI CHARAKTERYZUJĄCE ZASOBY ENERGII SŁONECZNEJ
Natężenie promieniowania słonecznego jest to chwilowa wartośd gęstości mocy
promieniowania słonecznego docierającej do m2 powierzchni; podawana jest zazwyczaj
w [W/m2] lub [kW/m2]; natężenie promieniowania słonecznego ulega ciągłym zmianom
zazwyczaj w przedziale 100 – 800 [W/m2]; najwyższe wartości notowane są w słoneczne
bezchmurne dni i mogą osiągad 1000 [W/m2];
Nasłonecznienie / napromieniowanie to suma natężenia promieniowania
słonecznego w danym
czasie i na danej powierzchni np. suma natężenia promieniowania słonecznego
w czasie godziny, dnia, roku na powierzchni 1m2.
Usłonecznienie jest definiowane jako liczba godzin słonecznych, jest to czas
podany w godzinach, podczas którego na powierzchnię Ziemi padają
bezpośrednio promienie słoneczne; jest to parametr opisujący głównie warunki pogodowe a
nie zasoby energii słonecznej. Wykorzystywany jest w energetyce słonecznej do szacowania
warunków pracy instalacji np. do wyliczania godzin pracy pompy cyrkulacyjnej w instalacji
kolektorów słonecznych; w Polsce jest największa dla Kołobrzegu i wynosi 1624 h/rok, zaś
dla Zakopanego 1467 h/rok.
12

13. ZALETY FOTOWOLTAIKI
 NAJWIĘKSZA ELASTYCZNOŚĆ LOKALIZACYJNA
 MOŻLIWOŚĆ PRODUKCJI W MIEJSCU POBORU
13

14. ZALETY FOTOWOLTAIKI
 NAJBARDZIEJ AKCEPTOWALNE PRZEZ SPOŁECZEŃSTWO ŹRÓDŁO OZE
 INSPIRUJĄCA TECHNOLOGIA
 NAJMNIEJSZE OGRANICZENIA TECHNICZNE POZWALAJĄCE NA SZYBKI ROZWÓJ
14

15. ZALETY FOTOWOLTAIKI
 KORELACJA ZE SZCZYTOWYM ZAPOTRZEBOWANIEM NA ENERGIĘ ELEKTRYCZNĄ
 BRAK ZANIECZYSZCZENIA, EMISJI GAZÓW, HAŁASU, DRGAŃ
 WIĄŻE SIĘ Z NIEWIELKIMI KOSZTAMI UTRZYMANIA I NAPRAWY, PONIEWAŻ W
INSTALACJACH SŁONECZNYCH NIE MA RUCHOMYCH ELEMENTÓW.
 JEDNA Z LEPSZYCH I PROSTSZYCH INWESTYCJI WG. PROJEKTU USTAWY O OZE
 WYJĄTKOWA ŻYWOTNOŚĆ
 TYPOWA GWARANCJA NA MODUŁY FOTOWOLTAICZNE – 25 LAT (NA SPADEK MOCY NOMINALNEJ
NIE WIĘKSZY NIŻ 20 %)
 ATRAKCYJNOŚĆ WIZUALNA
15

16. ZWROT ENERGETYCZNY
- Kalkulacja zakłada roczne natężenie promieniowania w danym rejonie: 1700 kWh/m2
- W Polsce (~900 – 1200 kWh/m2 => zwrot energetyczny po ok. 6 latach (multi-Si)
16

17. WADY FOTOWOLTAIKI
 PRODUKCJA ENERGII ZALEŻNA OD WARUNKÓW POGODOWYCH
 BRAK CIĄGŁOŚCI I PRZEWIDYWALNOŚCI DOSTAW ENERGII (PROBLEM DLA ZAKŁADÓW
ENERGETYCZNYCH) => SYMULACJE STATYSTYCZNE NA PODSTAWIE DANYCH METEO
 70% ENERGII PRODUKOWANE W OKRESIE WIOSENNO – LETNIM
 ~ STOSUNKOWO NISKA ROCZNA ILOŚĆ WYPRODUKOWANEJ ENERGII (?)
 WYSTARCZAJĄCA DO UZYSKANIA
ZWROTU ENERGETYCZNEGO
 WYSTARCZAJĄCA DO UZYSKANIA
ZWROTU EKONOMICZNEGO ( WG.
PROJEKTU USTAWY O OZE)
 WYŻSZA W KRAJACH POŁUDNIOWYCH
17

18. WADY FOTOWOLTAIKI
 WYSOKI WKŁAD POCZĄTKOWY
 W CHWILI OBECNEJ (02.2013) BRAK KONKURENCYJNOŚCI BEZ DODATKOWYCH
MECHANIZMÓW TYPU TARYFA GWARANTOWANA (PROJEKTOWANYCH W USTAWIE
O OZE) – PRZYCHÓD BAZUJĄCY NA SZTUCZNYCH MECHANIZMACH
 KONKURENCYJNOŚĆ OSIĄGANA NATURALNIE PRZY WYSOKICH CENACH ENERGII DLA
KLIENTA KOŃCOWEGO (ZAKŁADANY KIERUNEK ROZWOJU ENERGETYKI PRZEZ UE –
SYTUACJA DNIA DZISIEJSZEGO W NP. W NIEMCZECH)
18

19. JAK SIĘ PRODUKUJE MODUŁY?
POLIKRZEM WAFEL
OGNIWO
MODUŁ
19

20. TECHNOLOGIE KRZEMOWE
MODUŁ MULTIKRYSTALICZNY MODUŁ MONOKRYSTALICZNY
SPRAWNOŚĆ: 13% - 18% SPRAWNOŚĆ: 16% - 20%
WP /M2 => DO 130 – 180 WP /M2 => DO 160 – 200
20

21. TECHNOLOGIE CIENKOWARSTOWE
MODUŁ CDTE MODUŁ CIGS MODUŁ A-SI (KRZEM AMORFICZNY)
SPRAWNOŚĆ: 12% - 14% SPRAWNOŚĆ: 13% - 16% SPRAWNOŚĆ: 6% - 8%
21

22. TECHNOLOGIE ROZWOJOWE
OGNIWA OPARTE O
KROPKI KWANTOWE
OGNIWA BARWNIKOWE OGNIWA POLIMEROWE
(ORGANICZNE, DSSC)
22

23. SYSTEMY DOMOWE
23

24. PRZYKŁADY: SYSTEMY DOMOWE
SYSTEM W JAWORZNIE 72 KWP
SANKTUARIUM MBNP
24

25. PRZYKŁADY: SYSTEMY DOMOWE
25

26. PRZYKŁADY: SYSTEMY DOMOWE
26

27. NAJWIĘKSZE SYSTEMY DACHOWE
MOC LOKALIZACJA OPIS DATA
13 MW BELGIUM, KALLO LOGHIDDEN CITY, KATOEN NATIE 2010
12.5 MW ITALY, PADOVA INTERPORTO PADOVA 2010-2011
11.8 MW SPAIN, FIGUERUELAS GM FACILITY 2008
9.2 MW GERMANY, RÜSSELSHEIM OPEL FACILITY 2011
9.2 MW FRANCE,QUINCIEUX QUINCIEUX CAR PORT 2010
9.1 MW FRANCE, PERPIGNAN SAINT-CHARLES INTERNATIONAL 2010
8.6 MW USA, RIALTO, CA PROLOGIS FACILITY 2011
7.4 MW GERMANY, PHILIPPSBURG GOODYEAR DUNLOP FACILITY 2010
6.96 MW GERMANY, HASSLEBEN FEEDSTOCK FARM 2008-2010
6.68 MW CHINA, SHANGHAI HONGQIAO RAILWAY STATION 2010
27

28. ELEKTROWNIE FOTOWOLTAICZNE
Sied
energetyczna Energia
słooca
Falowniki
Transformatory
Moduły
fotowoltaiczne
28

29. PRZYKŁADY: ELEKTROWNIE PV
100 m
1MW, WIERZCHOSŁAWICE, POLSKA
www.Fotowoltaika-Szkolenia.pl/wizytacje 29

30. PRZYKŁADY: ELEKTROWNIE PV
GMINA MOURA W ALENTEJO, 46 MW, PORTUGALIA
30

31. PRZYKŁADY: ELEKTROWNIE PV
OLMEDILLA PHOTOVOLTAIC PARK, 87,5 MWp, SPAIN
31

32. NAJWIĘKSZE ELEKTROWNIE PV
MOC LOKALIZACJA OPIS DATA
214 MW INDIA, CHARANKA CHARANKA PARK, PATAN DISTRICT 2012
100 MW USA, YUMA COUNTY, AZ AGUA CALIENTE SOLAR PROJECT I 2012
100 MW UKRAINE, PEROVO PEROVO I-V PV POWER PLANT 2011
97 MWP CANADA, SARNIA SARNIA PV POWER PLANT 2009-2010
91 MWP GERMANY, BRIEST SOLARPARK BRIEST 2011
84.7 MWP GERMANY, FINOWFURTH SOLARPARK FINOWTOWER I,II 2010-2011
84.2 MWP ITALY, MONTALTO DI CASTRO MONTALTO DI CASTRO PV POWER PLANT 2009-2010
82 MWP GERMANY, SENFTENBERG SOLARPARK SENFTENBERG II,III 2011
80.245 M
GERMANY, FINSTERWALDE SOLARPARK FINSTERWALDE I,II,III 2009-2010
WP
32

33. RODZAJE SYSTEMÓW
 SYSTEMY DOŁĄCZONE DO SIECI
 SYSTEMY Z MOŻLIWOŚCIĄ PRACY WYSPOWEJ (ODŁĄCZENIE OD SIECI I PRACA Z
AKUMULATORÓW)
 SYSTEMY NIEDOŁĄCZONE DO SIECI (AUTONOMICZNE)
 SYSTEMY BAPV (BUILDING APPLIED / ATTACHED PHOTOVOLTAICS) – SYSTEMY
FOTOWOLTAICZNE MONTOWANE NA BUDYNKACH:
 DACHOWE / FASADOWE
 ZINTEGROWANE Z BUDYNKAMI (BIPV) – BUILDING INTEGRATED
PHOTOVOLTAICS (W USTAWIE TRAKTOWANE NA RÓWNI Z BAPV)
 DACHY, FASADY, SZYBY, ZADASZENIA, MARKIZY I INNE ELEMENTY BUDOWLANE
 WOLNOSTOJĄCE (W USTAWIE JAKO SYSTEMY MONTOWANE NA GRUNCIE)
 NADĄŻNE
33

34. SYSTEMY BIPV
 ATRAKCYJNOŚĆ WIZUALNA
 ZNACZNIE WYŻSZY KOSZT ZA JEDNOSTKĘ MOCY
 PRAKTYCZNIE NIEMOŻNOŚĆ WYMIANY
ELEMENTÓW USZKODZONYCH
 GORSZE WARUNKI PRACY (TEMPERATURA) –
GORSZE UZYSKI ENERGETYCZNE
Źródło: www.nrel.gov/data/pix/
34

35. TRACKERY
SYSTEMY NADĄŻNE:
 USTAWIANIE PŁASZCZYZNY MODUŁÓW
PROSTOPADLE DO PADAJĄCEGO PROMIENIOWANIA
 STEROWANIE PROGRAMOWE
 STEROWANIE POMIAROWE
 SYSTEMY JEDNO I DWU OSIOWE
 +30 % WIĘCEJ ENERGII Z SYSTEMU
DWUOSIOWEGO W WARUNKACH POLSKICH
 POTENCJALNIE WIĘKSZE KOSZTY OBSŁUGI
(ZWIĘKSZONA AWARYJNOŚĆ)
 MOŻLIWOŚĆ UZYSKANIA WIĘKSZEJ ILOŚCI
ENERGII DLA IDENTYCZNEJ MOCY
PRZYŁĄCZENIOWEJ (PATRZ STAWKI TARYFY
GWARANTOWANEJ ORAZ WSPŁ. ZC)
35

36. TRACKERY
 SOLIDNE FUNDAMENTY
 WIĘKSZE ODSTĘPY POMIĘDZY
PODSYSTEMAMI (WZAJEMNE ZACIENIANIE)
 TRUDNIEJSZY PROJEKT (ZALECANE
DOŚWIADCZENIE – STOSOWANIE
DEDYKOWANEGO OPROGRAMOWANIA)
 ZALECANE WYKORZYSTANIE
MODUŁÓW O JAK NAJWYŻSZYCH
SPRAWNOŚCIACH
36

37. TRACKERY - JEDNOOSIOWE
37

38. KONSTRUKCJE NA PALACH WBIJANYCH (RAMMED) – VIDEO
 UMOŻLIWIA NAJSZYBSZĄ INSTALACJĘ – NAJPOPULARNIEJSZY DLA SYSTEMÓW NAZIEMNYCH
38

39. KONSTRUKCJE NA PALACH WBIJANYCH (RAMMED)
39

40. KONSTRUKCJE NA PALACH WBIJANYCH (RAMMED)
40

41. KONSTRUKCJE NA PALACH WBIJANYCH (RAMMED)
41

42. SYSTEMY NA PODMURÓWCE
 GRUNT
NIEPRZYSTOSOWANY
DO PALOWANIA
 DACH PŁASKI Z
NIEMOŻLIWOŚCIĄ
NAWIERCANIA
 INNE
42

43. SYSTEMY ŚRUBOWE
 GRUNT
NIEPRZYSTOSOWANY DO
PALOWANIA
 NAJRZADZIEJ STOSOWANY
43

44. POPRAWNA TERMINOLOGIA
 FOTOWOLTAIKA - NIE FOTOWOLTANIKA (BEZ N)
 NORMA IEC 61836 "SYSTEMY FOTOWOLTAICZNEGO PRZETWARZANIA
ENERGII SŁONECZNEJ - OKREŚLENIA I SYMBOLE„ (W TŁUMACZENIU)
DEFINIUJE (Z JĘZYKA ANGIELSKIEGO):
 3.53 OGNIWO SŁONECZNE: PODSTAWOWE URZĄDZENIE
FOTOWOLTAICZNE (PV), KTÓRE WYTWARZA ELEKTRYCZNOŚĆ, GDY JEST
WYSTAWIONE NA DZIAŁANIE ŚWIATŁA SŁONECZNEGO. (IEC 60904-3)
 3.31 MODUŁ: NAJMNIEJSZY, W PEŁNI ŚRODOWISKOWO ZABEZPIECZONY
ZESTAW WZAJEMNIE POŁĄCZONYCH OGNIW SŁONECZNYCH (IEC 60904-3;
IEC 61277)
 3.38 PANEL: ZESTAW UMOCOWANYCH WZAJEMNIE MODUŁÓW, WSTĘPNIE
ZMONTOWANYCH I OKABLOWANYCH, PRZEWIDZIANYCH JAKO ELEMENTY
MOŻLIWE DO MONTOWANIA W EKSPOZYCJI LUB SUBEKSPOZYCJI. (IEC
61277)
NIESTETY SŁOWO PANEL FOTOWOLTAICZNY WCHODZI DOSYĆ SZYBKO DO
TERMINOLOGII ZAMIAST SŁOWA MODUŁ.
44

45. KONTAKT
INŻ. JAKUB WIŚNIEWSKI
PHOTONLAB SZKOLENIA Z FOTOWOLTAIKI
WWW.FOTOWOLTAIKA-SZKOLENIA.PL
SZKOLENIA@PHOTONLAB.PL
SOLWIS SYSTEMY FOTOWOLTAICZNE
JW@SOLWIS.PL
TEL. +48 22 111 83 33 (10:00 – 20:00)
TEL. KOM. +48 721 685 133 (10:00 – 20:00)
45