Czyste energie - home.agh.edu.plhome.agh.edu.pl/~romus/OZE/Wyklady/Czyste%20...Pomiary...
Transcript of Czyste energie - home.agh.edu.plhome.agh.edu.pl/~romus/OZE/Wyklady/Czyste%20...Pomiary...
![Page 1: Czyste energie - home.agh.edu.plhome.agh.edu.pl/~romus/OZE/Wyklady/Czyste%20...Pomiary promieniowania słonecznego Pyranometr (solarymetr), przyrząd do pomiaru całkowitego promieniowania](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062603/5f0f00c77e708231d4420145/html5/thumbnails/1.jpg)
Czyste energie
Wykład 2
Wprowadzenie do energetyki
słonecznej i fotowoltaiki
dr inż. Janusz Teneta
C-3 pok. 8 (parter), e-mail: [email protected]
Wydział EAIiIB Katedra Automatyki i Robotyki AGH Kraków 2019
![Page 2: Czyste energie - home.agh.edu.plhome.agh.edu.pl/~romus/OZE/Wyklady/Czyste%20...Pomiary promieniowania słonecznego Pyranometr (solarymetr), przyrząd do pomiaru całkowitego promieniowania](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062603/5f0f00c77e708231d4420145/html5/thumbnails/2.jpg)
Energia słoneczna praźródłem innych źródeł energii
BIOMASA
BIOGAZ
ROLNICZY
HYDROENERGIA
WIATR
ROPA I GAZ WĘGIEL
J. TENETA Wykłady "Czyste energie i ochrona środowiska" AGH 2019
![Page 3: Czyste energie - home.agh.edu.plhome.agh.edu.pl/~romus/OZE/Wyklady/Czyste%20...Pomiary promieniowania słonecznego Pyranometr (solarymetr), przyrząd do pomiaru całkowitego promieniowania](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062603/5f0f00c77e708231d4420145/html5/thumbnails/3.jpg)
Słońce
Centralna gwiazda Układu Słonecznego, najjaśniejszy obiekt na niebie i główne źródło energii docierającej do Ziemi
Kula zjonizowanego gazu o masie około 1,9891 × 1030 kg (333 950 mas Ziemi)
Średnica 1,392×106 km (109 średnic Ziemi)
Szacowana temperatura jądra ok. 1,36×107 K
Efektywna temperatura na powierzchni 5780 K
Wiek Słońca szacowany na 4 600 000 000 lat
Przemiany jądrowe: fuzja 4 atomów wodoru w
jedno jądro helu + emisja energii 26,732 MeV
(98% zabierają fotony, 2% neutrina)
Moc promieniowania 3,827×1026 W
źródło: www.wikipedia.pl
J. TENETA Wykłady "Czyste energie i ochrona środowiska" AGH 2019
![Page 4: Czyste energie - home.agh.edu.plhome.agh.edu.pl/~romus/OZE/Wyklady/Czyste%20...Pomiary promieniowania słonecznego Pyranometr (solarymetr), przyrząd do pomiaru całkowitego promieniowania](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062603/5f0f00c77e708231d4420145/html5/thumbnails/4.jpg)
Geometria słoneczna
Ruch obrotowy Ziemi dzień - noc
Ruch obiegowy Ziemi zmiana pór roku
Pory roku na półkulach północnej i południowej są przesunięte względem siebie o 6 miesięcy
J. TENETA Wykłady "Czyste energie i ochrona środowiska" AGH 2019
![Page 5: Czyste energie - home.agh.edu.plhome.agh.edu.pl/~romus/OZE/Wyklady/Czyste%20...Pomiary promieniowania słonecznego Pyranometr (solarymetr), przyrząd do pomiaru całkowitego promieniowania](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062603/5f0f00c77e708231d4420145/html5/thumbnails/5.jpg)
Stała słoneczna
Całkowita energia, jaką promieniowanie słoneczne przenosi w jednostce czasu przez jednostkową powierzchnię ustawioną prostopadle do promieniowania w średniej odległości Ziemi od Słońca (1 j.a.) przed wejściem promieniowania do atmosfery (na wysokości ok. 100km nad powierzchnią Ziemi)
Średnia wartość stałej słonecznej wynosi około 1366,1 W/m²
Wartość stałej słonecznej podlega zmianom zgodnie z cyklem
aktywności Słońca (cykl 11 lat, zmiana ok. 0,1%) oraz z powodu ruchu obrotowego Słońca (cykl 27 dni, zmiana ok. 0,2%)
Rzeczywista wartość energii strumienia promieniowania słonecznego
ponad ziemską atmosferą zmienia się w granicach 1,32-1,41 kW/m2 w cyklu rocznym (ruch obiegowy Ziemi wokół Słońca).
J. TENETA Wykłady "Czyste energie i ochrona środowiska" AGH 2019
![Page 6: Czyste energie - home.agh.edu.plhome.agh.edu.pl/~romus/OZE/Wyklady/Czyste%20...Pomiary promieniowania słonecznego Pyranometr (solarymetr), przyrząd do pomiaru całkowitego promieniowania](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062603/5f0f00c77e708231d4420145/html5/thumbnails/6.jpg)
Azymut i elewacja Słońca
J. TENETA Wykłady "Czyste energie i ochrona środowiska" AGH 2019
![Page 7: Czyste energie - home.agh.edu.plhome.agh.edu.pl/~romus/OZE/Wyklady/Czyste%20...Pomiary promieniowania słonecznego Pyranometr (solarymetr), przyrząd do pomiaru całkowitego promieniowania](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062603/5f0f00c77e708231d4420145/html5/thumbnails/7.jpg)
Widmo promieniowania słonecznego i zjawiska jego absorpcji w różnych składnikach ziemskiej atmosfery
J. TENETA Wykłady "Czyste energie i ochrona środowiska" AGH 2019
![Page 8: Czyste energie - home.agh.edu.plhome.agh.edu.pl/~romus/OZE/Wyklady/Czyste%20...Pomiary promieniowania słonecznego Pyranometr (solarymetr), przyrząd do pomiaru całkowitego promieniowania](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062603/5f0f00c77e708231d4420145/html5/thumbnails/8.jpg)
Zjawiska w ziemskiej atmosferze
Rozpraszanie
rozproszone
zaabsorbowane
odbite od Ziemi
odbite z powrotem poza atmosferę
Odbijanie
Promieniowanie
słoneczne
Powierzchnia Ziemi
bezpośrednie
J. TENETA Wykłady "Czyste energie i ochrona środowiska" AGH 2019
O3 , H2O
Zie
mska a
tmosfe
ra -
do o
k 1
00 k
m n
ad
pow
ierz
chnię
Zie
mi
![Page 9: Czyste energie - home.agh.edu.plhome.agh.edu.pl/~romus/OZE/Wyklady/Czyste%20...Pomiary promieniowania słonecznego Pyranometr (solarymetr), przyrząd do pomiaru całkowitego promieniowania](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062603/5f0f00c77e708231d4420145/html5/thumbnails/9.jpg)
Struktura promieniowania słonecznego
Bezpośrednie
Rozproszone
Odbite (współczynnik Albedo)
Zaabsorbowane (emisja wtórna)
Źródło: weather.uwaterloo.ca
J. TENETA Wykłady "Czyste energie i ochrona środowiska" AGH 2019
![Page 10: Czyste energie - home.agh.edu.plhome.agh.edu.pl/~romus/OZE/Wyklady/Czyste%20...Pomiary promieniowania słonecznego Pyranometr (solarymetr), przyrząd do pomiaru całkowitego promieniowania](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062603/5f0f00c77e708231d4420145/html5/thumbnails/10.jpg)
Droga promieni słonecznych przez atmosferę –
współczynnik masy powietrza AMm
0
1
253188593
150
p
pm
,,
,cos
cos
1m dla Ψ <70o
lub
gdzie: p0 – 1013 hPa p – rzeczywiste ciśnienie atmosferyczne [hPa]
dla Ψ <89o
J. TENETA Wykłady "Czyste energie i ochrona środowiska" AGH 2019
![Page 11: Czyste energie - home.agh.edu.plhome.agh.edu.pl/~romus/OZE/Wyklady/Czyste%20...Pomiary promieniowania słonecznego Pyranometr (solarymetr), przyrząd do pomiaru całkowitego promieniowania](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062603/5f0f00c77e708231d4420145/html5/thumbnails/11.jpg)
Pomiary promieniowania słonecznego
Pyranometr (solarymetr), przyrząd do pomiaru całkowitego promieniowania słonecznego (promieniowanie w atmosferze ziemskiej) w zakresie 0,3–3 µm, padającego na poziomą płaszczyznę.
Główną częścią pyranometru jest czujnik w postaci termoelementu lub zespołu termoelementów (termostos), a pomiar polega na pomiarze powstającej w termoelemencie siły elektromotorycznej, proporcjonalnej do natężenia padającego promieniowania. Czujnik jest osłonięty ekranem (zwykle szklana czasza) zatrzymującym promieniowanie o długości fali większej od 3 µm i chroniącym go od wpływu warunków zewnętrznych (wiatru, opadów).
J. TENETA Wykłady "Czyste energie i ochrona środowiska" AGH 2019
![Page 12: Czyste energie - home.agh.edu.plhome.agh.edu.pl/~romus/OZE/Wyklady/Czyste%20...Pomiary promieniowania słonecznego Pyranometr (solarymetr), przyrząd do pomiaru całkowitego promieniowania](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062603/5f0f00c77e708231d4420145/html5/thumbnails/12.jpg)
Ogniwo wzorcowe ESTI (type) Sensor
ESTI-Sensor (European Solar Test Installation) składa się z przepołowionej celi krzemowej. Zaciski jednej połowy są rozwarte, natomiast druga połowa zwarta jest przez obciążenie (20mOhm).
Sensor mierzy natężenie promieniowania słonecznego pod napięciem 30mV, około sześciokrotnie wyższym niż na pyranometrze.
Promieniowanie jest proporcjonalne do prądu zwarciowego w pierwszej połówce sensora, natomiast temperatura jest proporcjonalna do napięcia układu otwartego drugiej połowy. Zastosowanie:
Monitorowanie instalacji fotowoltaicznych wykonanych z takiego samego materiału co sensor.
Mierzenie temperatury wewnętrznej modułu, co pozwala na określenie charakterystyk względem warunków nominalnych (STC – Standard Test Condition)
J. TENETA Wykłady "Czyste energie i ochrona środowiska" AGH 2019
![Page 13: Czyste energie - home.agh.edu.plhome.agh.edu.pl/~romus/OZE/Wyklady/Czyste%20...Pomiary promieniowania słonecznego Pyranometr (solarymetr), przyrząd do pomiaru całkowitego promieniowania](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062603/5f0f00c77e708231d4420145/html5/thumbnails/13.jpg)
Pomiar promieniowania rozproszonego
Układy przesłonowe
Pierścień K&Z Tracker K&Z J. TENETA Wykłady "Czyste energie i ochrona środowiska" AGH 2019
![Page 14: Czyste energie - home.agh.edu.plhome.agh.edu.pl/~romus/OZE/Wyklady/Czyste%20...Pomiary promieniowania słonecznego Pyranometr (solarymetr), przyrząd do pomiaru całkowitego promieniowania](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062603/5f0f00c77e708231d4420145/html5/thumbnails/14.jpg)
Tracker promieniowania słonecznego
J. TENETA Wykłady "Czyste energie i ochrona środowiska" AGH 2019
![Page 15: Czyste energie - home.agh.edu.plhome.agh.edu.pl/~romus/OZE/Wyklady/Czyste%20...Pomiary promieniowania słonecznego Pyranometr (solarymetr), przyrząd do pomiaru całkowitego promieniowania](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062603/5f0f00c77e708231d4420145/html5/thumbnails/15.jpg)
Monitoring pogodowy
Minimum
Całkowite promieniowanie słoneczne w płaszczyźnie horyzontalnej
Temperatura otoczenia
Optimum
Całkowite promieniowanie słoneczne w płaszczyźnie horyzontalnej
Rozproszone promieniowanie słoneczne w płaszczyźnie horyzontalnej
Całkowite promieniowanie słoneczne w płaszczyźnie modułów PV
Temperatura otoczenia (powietrza)
Temperatura modułów PV
Ciśnienie atmosferyczne
Wilgotność powietrza
J. TENETA Wykłady "Czyste energie i ochrona środowiska" AGH 2019
Pomiary zwykle co 1 sek. a uśrednianie/rejestrację danych pomiarowych przeprowadza się z krokiem czasowym nie większym niż 1 godzina (można
spotkać pliki źródłowe z danymi co 5, 15 lub 30 minut).
![Page 16: Czyste energie - home.agh.edu.plhome.agh.edu.pl/~romus/OZE/Wyklady/Czyste%20...Pomiary promieniowania słonecznego Pyranometr (solarymetr), przyrząd do pomiaru całkowitego promieniowania](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062603/5f0f00c77e708231d4420145/html5/thumbnails/16.jpg)
Widmo promieniowania słonecznego
0,00
0,25
0,50
0,75
1,00
1,25
1,50
1,75
2,00
2,25
250 500 750 1000 1250 1500 1750 2000 2250 2500
Irrad
ian
cja
sło
neczn
a [
W m
-2 n
m -
1]
Długość fali [nm]
ASTM G173-03 Referencyjne spektrum słoneczne ISO 9845-1 1992
AM0 ASTM E490 ~1367W/m2
AM1.5 Global Hor. ~1000W/m2
AM1.5 Direct ~900W/m2
J. TENETA Wykłady "Czyste energie i ochrona środowiska" AGH 2019
![Page 17: Czyste energie - home.agh.edu.plhome.agh.edu.pl/~romus/OZE/Wyklady/Czyste%20...Pomiary promieniowania słonecznego Pyranometr (solarymetr), przyrząd do pomiaru całkowitego promieniowania](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062603/5f0f00c77e708231d4420145/html5/thumbnails/17.jpg)
Energia słoneczna
Właściwie o jakich ilościach dostępnej energii
słonecznej mówimy?
???
J. TENETA Wykłady "Czyste energie i ochrona środowiska" AGH 2019
![Page 18: Czyste energie - home.agh.edu.plhome.agh.edu.pl/~romus/OZE/Wyklady/Czyste%20...Pomiary promieniowania słonecznego Pyranometr (solarymetr), przyrząd do pomiaru całkowitego promieniowania](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062603/5f0f00c77e708231d4420145/html5/thumbnails/18.jpg)
Potencjał OZE na Ziemi
208%
47%
1,7%
0,018%
Źródło: Wikipedia, Energy flow charts . Global Climate & Energy Project.
J. TENETA Wykłady "Czyste energie i ochrona środowiska" AGH 2019
![Page 19: Czyste energie - home.agh.edu.plhome.agh.edu.pl/~romus/OZE/Wyklady/Czyste%20...Pomiary promieniowania słonecznego Pyranometr (solarymetr), przyrząd do pomiaru całkowitego promieniowania](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062603/5f0f00c77e708231d4420145/html5/thumbnails/19.jpg)
Dostępna energia słoneczna [ kWh/m2/rok ]
Dakar 2176 Kair 2091
Źródło: PVSyst (Meteonorm)
J. TENETA Wykłady "Czyste energie i ochrona środowiska" AGH 2019
![Page 20: Czyste energie - home.agh.edu.plhome.agh.edu.pl/~romus/OZE/Wyklady/Czyste%20...Pomiary promieniowania słonecznego Pyranometr (solarymetr), przyrząd do pomiaru całkowitego promieniowania](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062603/5f0f00c77e708231d4420145/html5/thumbnails/20.jpg)
Dostępna energia słoneczna [ kWh/m2/rok ]
Delhi 1976 Tokyo 1275
Źródło: PVSyst (Meteonorm)
J. TENETA Wykłady "Czyste energie i ochrona środowiska" AGH 2019
![Page 21: Czyste energie - home.agh.edu.plhome.agh.edu.pl/~romus/OZE/Wyklady/Czyste%20...Pomiary promieniowania słonecznego Pyranometr (solarymetr), przyrząd do pomiaru całkowitego promieniowania](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062603/5f0f00c77e708231d4420145/html5/thumbnails/21.jpg)
Dostępna energia słoneczna [ kWh/m2/rok ]
Los Angeles 1924 Sevilla 1757
Źródło: PVSyst (Meteonorm)
J. TENETA Wykłady "Czyste energie i ochrona środowiska" AGH 2019
![Page 22: Czyste energie - home.agh.edu.plhome.agh.edu.pl/~romus/OZE/Wyklady/Czyste%20...Pomiary promieniowania słonecznego Pyranometr (solarymetr), przyrząd do pomiaru całkowitego promieniowania](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062603/5f0f00c77e708231d4420145/html5/thumbnails/22.jpg)
Dostępna energia słoneczna [ kWh/m2/rok ]
Berlin 1004 Freiburg 1113
Źródło: PVSyst (Meteonorm)
J. TENETA Wykłady "Czyste energie i ochrona środowiska" AGH 2019
![Page 23: Czyste energie - home.agh.edu.plhome.agh.edu.pl/~romus/OZE/Wyklady/Czyste%20...Pomiary promieniowania słonecznego Pyranometr (solarymetr), przyrząd do pomiaru całkowitego promieniowania](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062603/5f0f00c77e708231d4420145/html5/thumbnails/23.jpg)
Dostępna energia słoneczna [ kWh/m2/rok ]
Kraków 1094 Freiburg 1113
Źródło: PVSyst (Meteonorm)
J. TENETA Wykłady "Czyste energie i ochrona środowiska" AGH 2019
![Page 24: Czyste energie - home.agh.edu.plhome.agh.edu.pl/~romus/OZE/Wyklady/Czyste%20...Pomiary promieniowania słonecznego Pyranometr (solarymetr), przyrząd do pomiaru całkowitego promieniowania](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062603/5f0f00c77e708231d4420145/html5/thumbnails/24.jpg)
Struktura promieniowania słonecznego - pomiary
J. TENETA Wykłady "Czyste energie i ochrona środowiska" AGH 2019
![Page 25: Czyste energie - home.agh.edu.plhome.agh.edu.pl/~romus/OZE/Wyklady/Czyste%20...Pomiary promieniowania słonecznego Pyranometr (solarymetr), przyrząd do pomiaru całkowitego promieniowania](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062603/5f0f00c77e708231d4420145/html5/thumbnails/25.jpg)
Promieniowanie słoneczne 2017
Kraków AGH, dach pawilonu C-3
J. TENETA Wykłady "Czyste energie i ochrona środowiska" AGH 2019
![Page 26: Czyste energie - home.agh.edu.plhome.agh.edu.pl/~romus/OZE/Wyklady/Czyste%20...Pomiary promieniowania słonecznego Pyranometr (solarymetr), przyrząd do pomiaru całkowitego promieniowania](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062603/5f0f00c77e708231d4420145/html5/thumbnails/26.jpg)
Źródła danych o promieniowaniu słonecznym
J. TENETA Wykłady "Czyste energie i ochrona środowiska" AGH 2019
Pomiary naziemne i analizy satelitarne
![Page 27: Czyste energie - home.agh.edu.plhome.agh.edu.pl/~romus/OZE/Wyklady/Czyste%20...Pomiary promieniowania słonecznego Pyranometr (solarymetr), przyrząd do pomiaru całkowitego promieniowania](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062603/5f0f00c77e708231d4420145/html5/thumbnails/27.jpg)
Potencjał PV w Europie
J. TENETA Wykłady "Czyste energie i ochrona środowiska" AGH 2019
![Page 28: Czyste energie - home.agh.edu.plhome.agh.edu.pl/~romus/OZE/Wyklady/Czyste%20...Pomiary promieniowania słonecznego Pyranometr (solarymetr), przyrząd do pomiaru całkowitego promieniowania](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062603/5f0f00c77e708231d4420145/html5/thumbnails/28.jpg)
Potencjał PV w Europie
J. TENETA Wykłady "Czyste energie i ochrona środowiska" AGH 2019
![Page 29: Czyste energie - home.agh.edu.plhome.agh.edu.pl/~romus/OZE/Wyklady/Czyste%20...Pomiary promieniowania słonecznego Pyranometr (solarymetr), przyrząd do pomiaru całkowitego promieniowania](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062603/5f0f00c77e708231d4420145/html5/thumbnails/29.jpg)
Potencjał energii słonecznej na optymalnie pochylonej powierzchni w
warunkach miejskich
J. TENETA Wykłady "Czyste energie i ochrona środowiska" AGH 2019
![Page 30: Czyste energie - home.agh.edu.plhome.agh.edu.pl/~romus/OZE/Wyklady/Czyste%20...Pomiary promieniowania słonecznego Pyranometr (solarymetr), przyrząd do pomiaru całkowitego promieniowania](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062603/5f0f00c77e708231d4420145/html5/thumbnails/30.jpg)
Nasłonecznienie w Niemczech i w Polsce
J. TENETA Wykłady "Czyste energie i ochrona środowiska" AGH 2019
![Page 31: Czyste energie - home.agh.edu.plhome.agh.edu.pl/~romus/OZE/Wyklady/Czyste%20...Pomiary promieniowania słonecznego Pyranometr (solarymetr), przyrząd do pomiaru całkowitego promieniowania](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062603/5f0f00c77e708231d4420145/html5/thumbnails/31.jpg)
Potencjał produkcji energii z PV w Niemczech i w Polsce
J. TENETA Wykłady "Czyste energie i ochrona środowiska" AGH 2019
![Page 32: Czyste energie - home.agh.edu.plhome.agh.edu.pl/~romus/OZE/Wyklady/Czyste%20...Pomiary promieniowania słonecznego Pyranometr (solarymetr), przyrząd do pomiaru całkowitego promieniowania](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062603/5f0f00c77e708231d4420145/html5/thumbnails/32.jpg)
Trajektorie słoneczne widziane z Krakowa
J. TENETA Wykłady "Czyste energie i ochrona środowiska" AGH 2019
![Page 33: Czyste energie - home.agh.edu.plhome.agh.edu.pl/~romus/OZE/Wyklady/Czyste%20...Pomiary promieniowania słonecznego Pyranometr (solarymetr), przyrząd do pomiaru całkowitego promieniowania](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062603/5f0f00c77e708231d4420145/html5/thumbnails/33.jpg)
Wpływ montażu paneli PV na dostępność energii słonecznej
J. TENETA Wykłady "Czyste energie i ochrona środowiska" AGH 2019
![Page 34: Czyste energie - home.agh.edu.plhome.agh.edu.pl/~romus/OZE/Wyklady/Czyste%20...Pomiary promieniowania słonecznego Pyranometr (solarymetr), przyrząd do pomiaru całkowitego promieniowania](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062603/5f0f00c77e708231d4420145/html5/thumbnails/34.jpg)
Sposoby przetwarzania energii słonecznej
Bateria słoneczna (panel fotowoltaiczny)
Kolektor słoneczny
J. TENETA Wykłady "Czyste energie i ochrona środowiska" AGH 2019
![Page 35: Czyste energie - home.agh.edu.plhome.agh.edu.pl/~romus/OZE/Wyklady/Czyste%20...Pomiary promieniowania słonecznego Pyranometr (solarymetr), przyrząd do pomiaru całkowitego promieniowania](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062603/5f0f00c77e708231d4420145/html5/thumbnails/35.jpg)
Sprawność przetwarzania energii słonecznej
Bateria słoneczna (panel fotowoltaiczny)
Kolektor słoneczny
~18 %
do 80 % J. TENETA Wykłady "Czyste energie i ochrona środowiska" AGH 2019
![Page 36: Czyste energie - home.agh.edu.plhome.agh.edu.pl/~romus/OZE/Wyklady/Czyste%20...Pomiary promieniowania słonecznego Pyranometr (solarymetr), przyrząd do pomiaru całkowitego promieniowania](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062603/5f0f00c77e708231d4420145/html5/thumbnails/36.jpg)
Wrażliwość na wzrost temperatury
Bateria słoneczna (panel fotowoltaiczny)
Kolektor słoneczny
J. TENETA Wykłady "Czyste energie i ochrona środowiska" AGH 2019
![Page 37: Czyste energie - home.agh.edu.plhome.agh.edu.pl/~romus/OZE/Wyklady/Czyste%20...Pomiary promieniowania słonecznego Pyranometr (solarymetr), przyrząd do pomiaru całkowitego promieniowania](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062603/5f0f00c77e708231d4420145/html5/thumbnails/37.jpg)
Wrażliwość na zacienienie (nawet częściowe)
Bateria słoneczna (panel fotowoltaiczny)
J. TENETA Wykłady "Czyste energie i ochrona środowiska" AGH 2019
![Page 38: Czyste energie - home.agh.edu.plhome.agh.edu.pl/~romus/OZE/Wyklady/Czyste%20...Pomiary promieniowania słonecznego Pyranometr (solarymetr), przyrząd do pomiaru całkowitego promieniowania](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062603/5f0f00c77e708231d4420145/html5/thumbnails/38.jpg)
Moduł TWIN (PV +Termo)
J. TENETA Wykłady "Czyste energie i ochrona środowiska" AGH 2019
Źródło: www.skorut-solar.pl
![Page 39: Czyste energie - home.agh.edu.plhome.agh.edu.pl/~romus/OZE/Wyklady/Czyste%20...Pomiary promieniowania słonecznego Pyranometr (solarymetr), przyrząd do pomiaru całkowitego promieniowania](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062603/5f0f00c77e708231d4420145/html5/thumbnails/39.jpg)
Moduł TWIN (PV +Termo)
J. TENETA Wykłady "Czyste energie i ochrona środowiska" AGH 2019
Źródło: www.skorut-solar.pl
![Page 40: Czyste energie - home.agh.edu.plhome.agh.edu.pl/~romus/OZE/Wyklady/Czyste%20...Pomiary promieniowania słonecznego Pyranometr (solarymetr), przyrząd do pomiaru całkowitego promieniowania](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062603/5f0f00c77e708231d4420145/html5/thumbnails/40.jpg)
Moduł TWIN (PV +Termo)
J. TENETA Wykłady "Czyste energie i ochrona środowiska" AGH 2019
Źródło: www.skorut-solar.pl
![Page 41: Czyste energie - home.agh.edu.plhome.agh.edu.pl/~romus/OZE/Wyklady/Czyste%20...Pomiary promieniowania słonecznego Pyranometr (solarymetr), przyrząd do pomiaru całkowitego promieniowania](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062603/5f0f00c77e708231d4420145/html5/thumbnails/41.jpg)
Moduł TWIN (PV +Termo)
J. TENETA Wykłady "Czyste energie i ochrona środowiska" AGH 2019
Źródło: www.skorut-solar.pl
![Page 42: Czyste energie - home.agh.edu.plhome.agh.edu.pl/~romus/OZE/Wyklady/Czyste%20...Pomiary promieniowania słonecznego Pyranometr (solarymetr), przyrząd do pomiaru całkowitego promieniowania](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062603/5f0f00c77e708231d4420145/html5/thumbnails/42.jpg)
Solarna elektrownia termiczna
PS10 (11 MWe)
Solucar – Sevilla, Hiszpania
624 heliostaty po 120m2 każdy
wieża 115 m
Źródło: http://www.abengoasolar.es
J. TENETA Wykłady "Czyste energie i ochrona środowiska" AGH 2019
PS20 (20 MWe)
Solucar – Sevilla, Hiszpania
1255 heliostatów po 120m2 każdy
wieża 165 m
![Page 43: Czyste energie - home.agh.edu.plhome.agh.edu.pl/~romus/OZE/Wyklady/Czyste%20...Pomiary promieniowania słonecznego Pyranometr (solarymetr), przyrząd do pomiaru całkowitego promieniowania](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062603/5f0f00c77e708231d4420145/html5/thumbnails/43.jpg)
Solarna elektrownia termiczna (schemat)
J. TENETA Wykłady "Czyste energie i ochrona środowiska" AGH 2019
Źródło: http://www.abengoasolar.es
Zdolność magazynowania pary wodnej na
30 minut pracy elektrowni
![Page 44: Czyste energie - home.agh.edu.plhome.agh.edu.pl/~romus/OZE/Wyklady/Czyste%20...Pomiary promieniowania słonecznego Pyranometr (solarymetr), przyrząd do pomiaru całkowitego promieniowania](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062603/5f0f00c77e708231d4420145/html5/thumbnails/44.jpg)
Solarna elektrownia termiczna
J. TENETA Wykłady "Czyste energie i ochrona środowiska" AGH 2019
Źródło: http://www.abengoasolar.es
![Page 45: Czyste energie - home.agh.edu.plhome.agh.edu.pl/~romus/OZE/Wyklady/Czyste%20...Pomiary promieniowania słonecznego Pyranometr (solarymetr), przyrząd do pomiaru całkowitego promieniowania](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062603/5f0f00c77e708231d4420145/html5/thumbnails/45.jpg)
Solarna elektrownia termiczna + PV
Pustynia Atacama
Comuna de María Elena,
Antofagasta Region, Chile
Atacama 1 – w trakcie budowy
110 MWe – wieża + heliostaty
100 MW - fotowoltaika
Magazyn energii na 17,5 godziny
Źródło: http://www.abengoasolar.es
J. TENETA Wykłady "Czyste energie i ochrona środowiska" AGH 2019
![Page 46: Czyste energie - home.agh.edu.plhome.agh.edu.pl/~romus/OZE/Wyklady/Czyste%20...Pomiary promieniowania słonecznego Pyranometr (solarymetr), przyrząd do pomiaru całkowitego promieniowania](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062603/5f0f00c77e708231d4420145/html5/thumbnails/46.jpg)
Fotowoltaika – co to jest?
Zjawisko fotowoltaiczne (wewnętrzny efekt
fotowoltaiczny) to wytwarzanie w ciele stałym siły
elektromotorycznej (napięcia) pod wpływem promieniowania
świetlnego
Antoni C. Becquerel
(1839)
???
źródło: wikipedia
J. TENETA Wykłady "Czyste energie i ochrona środowiska" AGH 2019
![Page 47: Czyste energie - home.agh.edu.plhome.agh.edu.pl/~romus/OZE/Wyklady/Czyste%20...Pomiary promieniowania słonecznego Pyranometr (solarymetr), przyrząd do pomiaru całkowitego promieniowania](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062603/5f0f00c77e708231d4420145/html5/thumbnails/47.jpg)
Ogniwo fotowoltaiczne
• Oświetlone złącze półprzewodnikowe
• generujące energię w oparciu o wewnętrzne zjawisko fotowoltaiczne
• (generacja pary elektron-dziura gdy energia fotonu jest większa od szerokości pasma zabronionego)
• λmax=hc/Wg
J. TENETA Wykłady "Czyste energie i ochrona środowiska" AGH 2019
![Page 48: Czyste energie - home.agh.edu.plhome.agh.edu.pl/~romus/OZE/Wyklady/Czyste%20...Pomiary promieniowania słonecznego Pyranometr (solarymetr), przyrząd do pomiaru całkowitego promieniowania](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062603/5f0f00c77e708231d4420145/html5/thumbnails/48.jpg)
Ogniwo fotowoltaiczne materiały
• Krzem
– Monokrystaliczny
– Multikrystaliczny
– Cienkowarstwowy (amorficzny)
• Inne:
– Arsenek galu GaAs
– Tellurek kadmu CdTe
Si polikrystaliczny 62% Si monokrystaliczny 33% CdTe 2,4% CuInSe2 i pochodne 2% Si amorficzny 0,3% GaAs i inne III-V 0,3%
Materiał Eg [eV] [%]
C-Si 1,15 25/23
A-Si:H 1,4-2,0 13,2
GaAs 1,4 27
Cu(In,Ga)Se2 1,11 21,7/16
CdTe 1,50 22,1/16
J. TENETA Wykłady "Czyste energie i ochrona środowiska" AGH 2019
![Page 49: Czyste energie - home.agh.edu.plhome.agh.edu.pl/~romus/OZE/Wyklady/Czyste%20...Pomiary promieniowania słonecznego Pyranometr (solarymetr), przyrząd do pomiaru całkowitego promieniowania](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062603/5f0f00c77e708231d4420145/html5/thumbnails/49.jpg)
Podział rynku PV na różne technologie
J. TENETA Wykłady "Czyste energie i ochrona środowiska" AGH 2019
źródło: Photovoltaics Report - Fraunhofer ISE, 2018
![Page 50: Czyste energie - home.agh.edu.plhome.agh.edu.pl/~romus/OZE/Wyklady/Czyste%20...Pomiary promieniowania słonecznego Pyranometr (solarymetr), przyrząd do pomiaru całkowitego promieniowania](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062603/5f0f00c77e708231d4420145/html5/thumbnails/50.jpg)
Udział w rynku PV różnych technologii cienkowarstwowych
J. TENETA Wykłady "Czyste energie i ochrona środowiska" AGH 2019
źródło: Photovoltaics Report - Fraunhofer ISE, 2018
![Page 51: Czyste energie - home.agh.edu.plhome.agh.edu.pl/~romus/OZE/Wyklady/Czyste%20...Pomiary promieniowania słonecznego Pyranometr (solarymetr), przyrząd do pomiaru całkowitego promieniowania](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062603/5f0f00c77e708231d4420145/html5/thumbnails/51.jpg)
PV – sprawność laboratoryjna i produkcyjna (ogniwo-moduł)
J. TENETA Wykłady "Czyste energie i ochrona środowiska" AGH 2019
źródło: Photovoltaics Report - Fraunhofer ISE, 2018
![Page 52: Czyste energie - home.agh.edu.plhome.agh.edu.pl/~romus/OZE/Wyklady/Czyste%20...Pomiary promieniowania słonecznego Pyranometr (solarymetr), przyrząd do pomiaru całkowitego promieniowania](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062603/5f0f00c77e708231d4420145/html5/thumbnails/52.jpg)
Historyczny rozwój sprawności w poszczególnych technologiach
J. TENETA Wykłady "Czyste energie i ochrona środowiska" AGH 2019
źródło: Photovoltaics Report - Fraunhofer ISE, 2018
![Page 53: Czyste energie - home.agh.edu.plhome.agh.edu.pl/~romus/OZE/Wyklady/Czyste%20...Pomiary promieniowania słonecznego Pyranometr (solarymetr), przyrząd do pomiaru całkowitego promieniowania](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062603/5f0f00c77e708231d4420145/html5/thumbnails/53.jpg)
Okres zwrotu energii (EPBT)
J. TENETA Wykłady "Czyste energie i ochrona środowiska" AGH 2019
źródło: Photovoltaics Report - Fraunhofer ISE, 2018
![Page 54: Czyste energie - home.agh.edu.plhome.agh.edu.pl/~romus/OZE/Wyklady/Czyste%20...Pomiary promieniowania słonecznego Pyranometr (solarymetr), przyrząd do pomiaru całkowitego promieniowania](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062603/5f0f00c77e708231d4420145/html5/thumbnails/54.jpg)
Okres zwrotu energii (EPBT)
J. TENETA Wykłady "Czyste energie i ochrona środowiska" AGH 2019
źródło: Photovoltaics Report - Fraunhofer ISE, 2018
![Page 55: Czyste energie - home.agh.edu.plhome.agh.edu.pl/~romus/OZE/Wyklady/Czyste%20...Pomiary promieniowania słonecznego Pyranometr (solarymetr), przyrząd do pomiaru całkowitego promieniowania](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062603/5f0f00c77e708231d4420145/html5/thumbnails/55.jpg)
Produkcja monokrystalicznego fotoogniwa słonecznego
Krzem metalurgiczny (polikryształ)
Wyciąganie monokryształów
Wycinanie z walca prostopadłościanu
Cięcie na płytki 0.2 do 0.5mm
Teksturyzacja powierzchni
Dyfuzja fosforu
Nanoszenie kontaktów i warstwy antyodblaskowej
J. TENETA Wykłady "Czyste energie i ochrona środowiska" AGH 2019
![Page 56: Czyste energie - home.agh.edu.plhome.agh.edu.pl/~romus/OZE/Wyklady/Czyste%20...Pomiary promieniowania słonecznego Pyranometr (solarymetr), przyrząd do pomiaru całkowitego promieniowania](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062603/5f0f00c77e708231d4420145/html5/thumbnails/56.jpg)
Fazy procesu produkcyjnego fotoogniwa słonecznego
źródło : Marek Butkowski „Rynek technologii Słonecznych w Polsce”, prezentacja
J. TENETA Wykłady "Czyste energie i ochrona środowiska" AGH 2019
![Page 57: Czyste energie - home.agh.edu.plhome.agh.edu.pl/~romus/OZE/Wyklady/Czyste%20...Pomiary promieniowania słonecznego Pyranometr (solarymetr), przyrząd do pomiaru całkowitego promieniowania](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062603/5f0f00c77e708231d4420145/html5/thumbnails/57.jpg)
Testowanie krzemowego polikrystalicznego ogniwa fotowoltaicznego na symulatorze
Słońca
J. TENETA Wykłady "Czyste energie i ochrona środowiska" AGH 2019
![Page 58: Czyste energie - home.agh.edu.plhome.agh.edu.pl/~romus/OZE/Wyklady/Czyste%20...Pomiary promieniowania słonecznego Pyranometr (solarymetr), przyrząd do pomiaru całkowitego promieniowania](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062603/5f0f00c77e708231d4420145/html5/thumbnails/58.jpg)
Model fizyczny ogniwa
fotowoltaiczengo
Rs
Rsh
D
Iph V
+
-
Gdzie: D – symbolizuje złącze półprzewodnikowe
Iph – oznacza fotoprąd generowany w złączu Rsh – oznacza rezystancję upływności między elektrodami złącza ( powinna mieć jak największą wartość)
Rs – oznacza rezystancję szeregową – czyli
właściwie rezystancję kontaktów
(powinna mieć jak najmniejszą wartość)
Rsh
Rs
J. TENETA Wykłady "Czyste energie i ochrona środowiska" AGH 2019
![Page 59: Czyste energie - home.agh.edu.plhome.agh.edu.pl/~romus/OZE/Wyklady/Czyste%20...Pomiary promieniowania słonecznego Pyranometr (solarymetr), przyrząd do pomiaru całkowitego promieniowania](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062603/5f0f00c77e708231d4420145/html5/thumbnails/59.jpg)
Schemat linii produkcyjnej
Źródło: http://xinology.com
J. TENETA Wykłady "Czyste energie i ochrona środowiska" AGH 2019
![Page 60: Czyste energie - home.agh.edu.plhome.agh.edu.pl/~romus/OZE/Wyklady/Czyste%20...Pomiary promieniowania słonecznego Pyranometr (solarymetr), przyrząd do pomiaru całkowitego promieniowania](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062603/5f0f00c77e708231d4420145/html5/thumbnails/60.jpg)
Przekrój modułu fotowoltaicznego
• Odpowiednie połączenie pojedynczych komórek fotowoltaicznych w szeregi
• Masa wypełniająca
• Szyba przednia
• Tworzywo tylne
• Rama wzmacniająca
J. TENETA Wykłady "Czyste energie i ochrona środowiska" AGH 2019
![Page 61: Czyste energie - home.agh.edu.plhome.agh.edu.pl/~romus/OZE/Wyklady/Czyste%20...Pomiary promieniowania słonecznego Pyranometr (solarymetr), przyrząd do pomiaru całkowitego promieniowania](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062603/5f0f00c77e708231d4420145/html5/thumbnails/61.jpg)
Dziękuję za uwagę !!!
To już jest koniec Bo nie ma już nic Jesteście wolni Możecie iść…
J. TENETA Wykłady "Czyste energie i ochrona środowiska" AGH 2019