Sunčeva energija (Zdeslav Matić)

3,697 views

Published on

Sunčeva energija (Zdeslav Matić)

Predavanje o obnovljivim izvorima sunčane energije

0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total views
3,697
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
2
Actions
Shares
0
Downloads
73
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Sunčeva energija (Zdeslav Matić)

  1. 1. Sunčeva energija Zdeslav Matić Energetski institut Hrvoje Požar T: (01) 6326114 E: zmatic@eihp.hr Graditeljska škola Čakovec, 9. siječnja 2007. godine
  2. 2. Struktura predavanja ■ Projekt REVETIS ■ Obnovljivi izvori energije ■ Sunčevo zračenje ■ Sunčana arhitektura ■ Toplinski sunčani sustavi ■ Sunčane elektrane REVETIS predavanja 2
  3. 3. Projekt REVETIS ■ REVETIS-Regionalni centar strukovnog obrazovanja u održivoj gradnji i obnovljivim izvorima energije ■ Program CARDS 2003 Europske komisije, projekt Unapređenje strukovnih škola i strukovnog obrazovanja ■ Cilj projekta: □ Uspostava partnerstva EIHP-GŠČ □ Razvoj novog nastavnog plana □ Izgradnja i opremanje laboratorija za održivu gradnju i obnovljive izvore energije □ Izrada nastavnih materijala iz područja održive gradnje i obnovljivih izvora energije □ Obrazovanje profesora, učenika i stanovnika grada i županije u području održive gradnje i obnovljivih izvora energije REVETIS predavanja 3
  4. 4. Obnovljivi izvori energije ■ “Sunčani” obnovljivi izvori □ Sunčeva energija □ Energija vodnih snaga • Hidroenergija • Energija valova… □ Energija vjetra □ Biomasa ■ “Ne-sunčani” obnovljivi izvori □ Geotermalna energija □ Energija vodnih snaga • Energija plime i oseke REVETIS predavanja 4
  5. 5. Sunčeva energija ■ Terminologija: □ Solarno ili Sunčevo/sunčano? “Sunčeva” energija “sunčane” ćelije “Sunčevo” zračenje “sunčani” kolektor “Sunčev” vjetar “sunčane” naočale “Sunčeve” pjege “sunčane” pjege □ Tehnički odbor TO 180 Hrvatskog zavoda za norme: rad na normi HRN ISO 9488:1999 Sunčeva energija: rječnik REVETIS predavanja 5
  6. 6. Sunčeva energija ■ Potencijal Sunčeve energije □ 74,3 milijuna GWh dozračene energije ukupnog Sunčevog zračenja godišnje na području Republike Hrvatske □ ukupno proizvedena primarna energija u Republici Hrvatskoj u 2005. godini je 55,2 tisuća GWh ■ Primjene Sunčeve energije □ Proizvodnja topline (topla voda, grijanje/hlađenje prostora, kuhanje) □ Proizvodnja električne energije □ Dnevna rasvjeta □ Desalinizacija REVETIS predavanja 6
  7. 7. Sunčeva energija Tehnologija ■ “pasivna i “aktivna” ■ “koncentrirajuća” i “nekoncentrirajuća” ■ Sunčane elektrane ■ Sunčana arhitektura ■ Toplinski sunčani sustavi ■ Sunčana kuhala REVETIS predavanja 7
  8. 8. Sunčevo zračenje ■ Ekstraterestričko zračenje REVETIS predavanja 8
  9. 9. Sunčevo zračenje ■ Slabljenje zračenja na putu kroz atmosferu REVETIS predavanja 9
  10. 10. Sunčevo zračenje ■ Izravno, raspršeno i odbijeno Sunčevo zračenje REVETIS predavanja 10
  11. 11. Sunčevo zračenje ■ Karta ukupnog Sunčevog zračenja REVETIS predavanja 11
  12. 12. Sunčana arhitektura ■ Cilj-osigurati ugodnu klimu unutrašnjih prostora tijekom godine: □ Grijanje □ Hlađenje □ Svjež zrak □ Rasvjeta ■ Integralni (holistički) pristup ■ Strategije: □ Pasivno sunčano grijanje □ Pasivno hlađenje □ Rasvjeta □ Prirodna ventilacija REVETIS predavanja 12
  13. 13. Sunčana arhitektura ■ Osnovni principi sunčane arhitekture 1. Izabrati lokaciju dobro izloženu Sunčevom zračenju 2. Zgradu orijentirati ±10°od juga 3. Najveći broj prozora ugraditi na južnoj strani zgrade 4. Malo prozora ugraditi na sjevernoj, istočnoj i zapadnoj strani zgrade 5. Ugraditi nadstrešnicu na južne prozore, zaštititi istočne i zapadne prozore 6. Osigurati toplinsku masu u zgradi 7. Zgradu dobro toplinski izolirati REVETIS predavanja 13
  14. 14. Sunčana arhitektura ■ Princip 1. Izabrati lokaciju dobro izloženu Sunčevom zračenju □ U okviru mogućnosti parcele □ Nužna analiza prije početka gradnje □ Sunčev dijagram: cilindrični, polarni □ Vegetacija! REVETIS predavanja 14
  15. 15. Sunčana arhitektura ■ Cilindrični Sunčev dijagram REVETIS predavanja 15
  16. 16. Sunčana arhitektura ■ Cilindrični Sunčev dijagram REVETIS predavanja 16
  17. 17. Sunčana arhitektura ■ Polarni Sunčev dijagram REVETIS predavanja 17
  18. 18. Sunčana arhitektura ■ Princip 2. Zgradu orijentirati ±10°od juga □ princip to važniji što je klima hladnija □ manje važno za toplije klime –potrebni spriječiti pregrijavanje E i W strane zgrade □ SE bolje od SW □ pravokutni tlocrt, omjer 1,2-1,5 REVETIS predavanja 18
  19. 19. Sunčana arhitektura ■ Gubitak sunčanog doprinosa odstupanjem od juga REVETIS predavanja 19
  20. 20. Sunčana arhitektura ■ Urbano planiranje i sunčani doprinos REVETIS predavanja 20
  21. 21. Sunčana arhitektura ■ Orijentacija zagrebačkih supernebodera Braće Domany “Super Andrija” “Mamutica” REVETIS predavanja 25
  22. 22. Sunčana arhitektura ■ Princip 3. Najveći broj prozora ugraditi na južnoj strani zgrade □ Prozori-”kolektori” □ 7-12% tlocrtne površine ostakljeno □ Paziti na toplinsku masu ■ Princip 4. Malo prozora ugraditi na sjevernoj, istočnoj i zapadnoj strani zgrade □ Prozori na E i W strani povećavaju toplinske primitke ljeti □ Prozori na W strani povećavaju toplinske gubitke zimi □ Do 4% tlocrtne površine ostakljeno REVETIS predavanja 28
  23. 23. Sunčana arhitektura ■ Princip 5. Ugraditi nadstrešnicu na južne prozore, zaštititi istočne i zapadne prozore □ Rolete, “škure”, “grile”… □ Vegetacija posebno važna REVETIS predavanja 29
  24. 24. Sunčana arhitektura ■ Strategija zasjenjivanja □ 15.5-28.7. zasjenjivanje □ 15.11-27.1. osunčavanje 90 80 polusjena potpuna sjena polusjena potpuno osunčano 70 60 φ=41° visina Sunca 50 φ=46° 40 30 20 10 0 100 200 300 redni broj dana u godini REVETIS predavanja 30
  25. 25. Sunčana arhitektura ■ Princip 6. Osigurati toplinsku masu u zgradi □ Toplinska masa: • Slobodna (namještaj) • Strukturna (zidovi, podovi) □ Toplinu upija danju, otpušta noću □ Važna boja i razmještaj □ Zidovi važniji □ Optimalna debljina do 10 cm □ Suha gradnja (gipskarton) problematična REVETIS predavanja 31
  26. 26. Toplinski sunčani sustavi ■ Primjene □ Individualni sustavi za pripremu tople vode □ Individualni sustavi za pripremu tople vode i grijanje prostora (kombi-sustavi) □ Sunčane kotlovnice □ Sunčane toplane REVETIS predavanja 32
  27. 27. Toplinski sunčani sustavi ■ Individualni sustavi za pripremu tople vode ■ Najvažniji dijelovi: □ Sunčani kolektor □ Spremnik tople vode REVETIS predavanja 33
  28. 28. Toplinski sunčani sustavi ■ Sunčani kolektori □ Ravni (pločasti) □ Vakumski □ Bazenski REVETIS predavanja 34
  29. 29. Toplinski sunčani sustavi ■ Ravni sunčani kolektori 3.Kućište 6.Otvor za ventilaciju 7.Poliuretanska izolacija 9.Sigurnosno kaljeno staklo 10.Bakrene cijevi 11.Sabirna bakrena cijev 12.Mineralna vuna 13.Absorber REVETIS predavanja 35
  30. 30. Toplinski sunčani sustavi ■ Ravni sunčani kolektori □ Selektivni apsorber REVETIS predavanja 36
  31. 31. Toplinski sunčani sustavi ■ Sunčani kolektori □ Učinkovitost REVETIS predavanja 37
  32. 32. Toplinski sunčani sustavi ■ Sunčani kolektori u EU □ Proizvedeno 1400 MWt (2 milijuna m2) □ Ukupno instalirano 15 mil.m2 (10,9 GWt) □ Godišnji rast proizvodnje 26% REVETIS predavanja 38
  33. 33. Toplinski sunčani sustavi ■ Spremnici za toplu vodu □ Stratifikacija REVETIS predavanja 39
  34. 34. Toplinski sunčani sustavi ■ Mali sunčani sustavi ■ Najčešća dva principa: □ Termosifonski □ Sustav s prisilnom cirkulacijom REVETIS predavanja 40
  35. 35. Toplinski sunčani sustavi ■ Mali sunčani sustavi □ Primjer rada sustava na području Čakovca □ f-Chart simulacija: 4 m2 (S,30°), 300l, 50 l/os, od 12 do 50°C REVETIS predavanja 41
  36. 36. Toplinski sunčani sustavi ■ Mali sunčani sustavi □ Primjer rada sustava na području Čakovca □ f-Chart simulacija: 4 m2 (S, 30°), 300l, 50 l/os, od 12 do 50°C 1,05 1,00 0,95 0,90 0,85 Sunčani stupanj pokrivanja f (crveno) 0,80 0,75 (sivo) 0,70 0,65 0,60 Stupanj korisnosti 0,55 0,50 0,45 0,40 0,35 0,30 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 0,00 Siječanj Veljača Ožujak Travanj Svibanj Lipanj Srpanj Kolovoz Rujan Listopad Studeni Prosinac REVETIS predavanja 42
  37. 37. Sunčane elektrane Sunčane elektrane ■ S koritastim kolektorima ■ Sunčani toranj ■ Sunčani dimnjak ■ Sunčano jezero ■ Tanjuraste sunčane elektrane ■ Fotonaponske sunčane elektrane REVETIS predavanja 43
  38. 38. Sunčane elektrane ■ Sunčane elektrane s koritastim kolektorima REVETIS predavanja 44
  39. 39. Sunčane elektrane ■ Sunčani toranj REVETIS predavanja 45
  40. 40. Sunčane elektrane ■ Sunčani dimnjak REVETIS predavanja 46
  41. 41. Sunčane elektrane ■ Sunčano jezero REVETIS predavanja 47
  42. 42. Sunčane elektrane ■ Tanjuraste sunčane elektrane REVETIS predavanja 48
  43. 43. Fotonaponske elektrane ■ Fotonaponski efekt-izravna proizvodnja električne energije ■ Sustavi veličine od ~W do ~MW (modularnost) ■ Pouzdana, dugovječna tehnologija bez pokretnih dijelova (garancija na module 25 godina) ■ Energija na mjestu potrošnje ■ Energija kada je potrebna REVETIS predavanja 49
  44. 44. Fotonaponske elektrane ■ Izravna proizvodnja električne energije ■ Ćelija – modul - sustav REVETIS predavanja 50
  45. 45. Fotonaponske elektrane ■ Princip rada REVETIS predavanja 51
  46. 46. Fotonaponske elektrane ■ Tehnologije Materijal Učinkovitost Površina sustava snage 1kW Monokristaliničan Si 11-16% 7-9 m2 Polikristaliničan Si 10-14% 8-9 m2 EFG Polikristaliničan SI 8-10% 9-11 m2 Tanki film 6-8% 11-13 m2 Bakar-Indij-Diselenid Amorfni Si 4-7% 16-20 m2 REVETIS predavanja 52
  47. 47. Fotonaponske elektrane ■ Proizvodnja □ 1700 MWp u 2005. godini -5,6 milijardi € □ Rast >40% godišnje od 1999. godine REVETIS predavanja 53
  48. 48. Fotonaponske elektrane ■ Proizvodnja u Hrvatskoj □ Solaris d.o.o. Novigrad 2,4 MWp godišnje □ Tehnologija: monokristalinični silicij REVETIS predavanja 54
  49. 49. Fotonaponske elektrane ■ Proizvodnja u Hrvatskoj □ Solarne ćelije d.o.o. Split 0,8 MWp godišnje □ Tehnologija: amorfni silicij REVETIS predavanja 55
  50. 50. Fotonaponske elektrane ■ Shema fotonaponskog sustava □ Sunčane ćelije □ Sunčani izmjenjivač REVETIS predavanja 56
  51. 51. Fotonaponske elektrane ■ Izvedeni umreženi fotonaponski sustavi u Hrvatskoj 36,1 kWp Zagreb 7,14 kWp Zagreb 5,6 kWp Čakovec Stilin d.o.o. “Solarni krov Špansko” G. Vincetić REVETIS predavanja 57
  52. 52. Sunčeva energija ■ Umjesto zaključka □ svugdje dostupan izvor energije □ grije i rasvjetljuje zgrade □ grije potrošnu toplu vodu i vodu u bazenima □ izravno proizvodi električnu energiju □ kvadratni metar sunčanih ćelija može proizvesti oko 100 W električne energije □ kvadratni metar sunčanih kolektora može proizvesti oko 700 W topline za grijanje tople vode ili prostora □ kvadratni metar kvalitetnog prozora može zgradi osigurati oko 600 W topline za grijanje zgrade □ Isti kvadratni metar prozora može osigurati rasvjetu kvalitetniju od umjetnih rasvjetnih tijela izmiještajući oko 100 W električne energije za rasvjetu REVETIS predavanja 58

×