Technika sanitarna

Podstawy projektowania przydomowych systemów fotowoltaicznych
Zagadnienia wybrane

Niezbędnik elektryka 2021

autor: mgr inż. Julian Wiatr
recenzenci: dr inż. Kazimierz Herlender, prof uczelni – Wydział Elektryczny Politechniki Wrocławskiej, dyrektor Działu Kształcenia Podyplomowego i E-learningu Politechniki Wrocławskiej
mgr inż. Marcin Orzechowski – Legrand Polska Sp. z o.o.

rok wydania: 2021, wydanie I (wydane z okazji jubileuszu 20-lecia „elektro.info”)
ilość stron: 182
ISSN: 2300-0368
format: 14x20,5 cm
oprawa: miękka

Z okazji jubileuszu 20-lecia „elektro.info” redakcja przygotowała nowości wydawnicze.

Jedną z nich jest kolejna książka wydana w serii „Niezbędnik elektryka” poświęcona tak popularnym w ostatnim czasie zagadnieniom jak projektowanie i właściwa eksploatacja instalacji fotowoltaicznych.
Publikacja prezentuje praktyczne podejście do projektowania systemów fotowoltaicznych w odniesieniu do wymagań wynikających z Ustawy o odnawialnych źródłach energii. Poruszono w niej między innymi zagadnienia związane z ograniczeniem mocy generatora PV w układach współpracujących z siecią elektroenergetyczną oraz omówiono metodykę neutralizacji tych ograniczeń. Opisane zostały m.in. zasady doboru przewodów i ich zabezpieczeń, metody projektowania ochrony odgromowej oraz ochrony przeciwporażeniowej zarówno po stronie stałoprądowej oraz przemiennoprądowej.

BONUS!
• Metodyka instalowania systemów PV na stacjach paliw płynnych i gazowych.
• Uproszczony projekt instalacji przydomowego systemu PV.
• Wykorzystanie fotowoltaiki do zasilania znaków drogowych oraz oświetlenia terenu w miejscach, gdzie doprowadzanie energii z sieci elektroenergetycznej jest ekonomicznie nieuzasadnione

Premiera ENERGETAB 2021

Spis treści

1. Podstawy fizyczne fotowoltaiki / 7
1.1 Nasłonecznienie i jego uwarunkowania / 7
1.2 Rozkład widma promieniowania słonecznego / 9
1.3 Wykres pozycji słońca / 11
1.4 Szacunkowe uzyski energetyczne na terenie Polski / 13
1.5 System fotowoltaiczny (PV) / 15
1.6 Zjawisko fotowoltaiczne oraz charakterystyka prądowo-napięciowa I=f(U) modułu PV / 17
1.7 Gorące punkty (HOT-SPOT) / 26
1.8 Budowa generatorów PV / 27
1.9 Sprawność układów fotowoltaicznych / 29
1.10 Dobór paneli PV oraz pojemności akumulatorów magazynu energii / 32
1.10.1 Metodyka doboru konstrukcji wsporczej generatora PV / 36
1.11 Charakterystyka falownika i koncepcja budowy systemu PV / 40
1.12 MPPT Tracker i jego funkcja w systemie PV / 45
1.13 Zalety mikrofalowników / 47
1.14 Optymalizacja mocy (Power Optymalizer) / 48
1.15 Stałe napięcie na module PV i łańcuchu modułów PV / 49
1.16 Dobór falownika / 50
1.16.1 Algorytm doboru falownika / 51
1.17 Wyznaczanie maksymalnego prądu zwarcia łańcucha paneli PV / 55
1.18 Degradacja napięciem indukowanym – PID oraz promieniowaniem słonecznym / 56
1.19 Dobór przewodów zasilających PV i zabezpieczeń / 57
2. Ochrona odgromowa i przepięciowa instalacji fotowoltaicznych / 59
2.1 Ochrona odgromowa / 59
2.2 Ochrona przepięciowa / 64
3. Wyłączenie generatora PV na wypadek pożaru / 66
4. Podstawowe definicje z zakresu fotowoltaiki określone w normie IEC 61836 / 69
5. Ograniczenia mocy generatora PV przyłączanego do sieci elektroenergetycznej / 70
6. Ustawa o odnawialnych źródłach energii / 71
7. Wykaz ważniejszych norm niezbędnych przy projektowaniu systemu fotowoltaicznego / 74
8. Wpływ zacienienia na pracę paneli PV wykonanych z krzemu krystalicznego oraz cienkowarstwowego / 75
8.1 Panele zbudowane z ogniw krzemu krystalicznego / 75
8.2 Moduły cienkowarstwowe / 77
9. Baterie akumulatorów w magazynach energii systemów PV / 79
9.1 Baterie kwasowo-ołowiowe / 79
9.2 Budowa akumulatora bezobsługowego VRLA / 80
9.3 Akumulatory Litowo-Jonowe (Li-ion) / 81
9.4 Łączenie baterii akumulatorów w magazynach energii / 85
10. Obliczanie wentylacji magazynu energii systemu PV / 90
10.1 Obliczanie wentylacji pomieszczenia baterii VRLA / 93
10.2 Wyznaczanie bezpiecznej odległości od źródeł inicjacji wybuchu / 96
11. Ochrona przeciwporażeniowa i przeciwpożarowa systemów PV / 96
11.1 Co to jest ochrona przeciwporażeniowa? / 96
11.2 Rażenie prądem elektrycznym / 97
11.3 Środki ochrony przeciwporażeniowej / 98
11.4 Zagrożenia pożarowe w instalacjach PV oraz ich neutralizacja / 105
12. Metody badawcze stosowane w fotowoltaice / 110
12.1 Pomiary kategorii I / 110
12.1.1 Ciągłość przewodów / 110
12.1.2 Pomiar rezystancji izolacji przewodów / 111
12.1.3 Pomiar rezystancji gruntu oraz rezystancji uziemienia / 112
12.1.4 Częstość prowadzenia sprawdzeń instalacji / 115
12.1.5 Pomiary rezystancji izolacji i ciągłości żył kabli / 116
12.2 Pomiary kategorii II / 118
12.3 Pomiary baterii akumulatorów / 125
12.3.1 Badanie stanu naładowania / 125
12.3.2 Badanie rezystancji akumulatorów / 125
12.3.3 Pomiar napięcia ogniw i monobloków akumulatorów / 126
12.3.4 Pomiar rezystancji połączeń wewnątrz baterii akumulatorów / 126
12.3.5 Pomiar pojemności baterii akumulatorów / 126
12.3.6 Pomiar rezystancji izolacji baterii akumulatorów w stosunku do ziemi / 127
12.3.7 Pomiar rezystancji izolacji baterii metodą prądu upływu / 127
Dodatki / 129
1. Warunki instalacji systemów PV na stacjach benzynowych / 129
2. Uproszczony projekt instalacji PV / 136
3. Zastosowanie fotowoltaiki do zasilania znaków drogowych oraz oświetlenia drogowego / 148
Literatura / 150

Podstawy projektowania przydomowych systemów fotowoltaicznych
Zagadnienia wybrane

Niezbędnik elektryka 2023

autor: mgr inż. Julian Wiatr
recenzenci: dr inż. Kazimierz Herlender, prof uczelni – Wydział Elektryczny Politechniki Wrocławskiej, dyrektor Działu Kształcenia Podyplomowego i E-learningu Politechniki Wrocławskiej
mgr inż. Marcin Orzechowski – Legrand Polska Sp. z o.o.

rok wydania: 2021, wydanie I (wydane z okazji jubileuszu 20-lecia „elektro.info”)
ilość stron: 182
ISSN: 2300-0368
format: 14x20,5 cm
oprawa: miękka

Z okazji jubileuszu 20-lecia „elektro.info” redakcja przygotowała nowości wydawnicze.

Jedną z nich jest kolejna książka wydana w serii „Niezbędnik elektryka” poświęcona tak popularnym w ostatnim czasie zagadnieniom jak projektowanie i właściwa eksploatacja instalacji fotowoltaicznych.
Publikacja prezentuje praktyczne podejście do projektowania systemów fotowoltaicznych w odniesieniu do wymagań wynikających z Ustawy o odnawialnych źródłach energii. Poruszono w niej między innymi zagadnienia związane z ograniczeniem mocy generatora PV w układach współpracujących z siecią elektroenergetyczną oraz omówiono metodykę neutralizacji tych ograniczeń. Opisane zostały m.in. zasady doboru przewodów i ich zabezpieczeń, metody projektowania ochrony odgromowej oraz ochrony przeciwporażeniowej zarówno po stronie stałoprądowej oraz przemiennoprądowej.

BONUS!
• Metodyka instalowania systemów PV na stacjach paliw płynnych i gazowych.
• Uproszczony projekt instalacji przydomowego systemu PV.
• Wykorzystanie fotowoltaiki do zasilania znaków drogowych oraz oświetlenia terenu w miejscach, gdzie doprowadzanie energii z sieci elektroenergetycznej jest ekonomicznie nieuzasadnione

Premiera ENERGETAB 2021

Spis treści

1. Podstawy fizyczne fotowoltaiki / 7
1.1 Nasłonecznienie i jego uwarunkowania / 7
1.2 Rozkład widma promieniowania słonecznego / 9
1.3 Wykres pozycji słońca / 11
1.4 Szacunkowe uzyski energetyczne na terenie Polski / 13
1.5 System fotowoltaiczny (PV) / 15
1.6 Zjawisko fotowoltaiczne oraz charakterystyka prądowo-napięciowa I=f(U) modułu PV / 17
1.7 Gorące punkty (HOT-SPOT) / 26
1.8 Budowa generatorów PV / 27
1.9 Sprawność układów fotowoltaicznych / 29
1.10 Dobór paneli PV oraz pojemności akumulatorów magazynu energii / 32
1.10.1 Metodyka doboru konstrukcji wsporczej generatora PV / 36
1.11 Charakterystyka falownika i koncepcja budowy systemu PV / 40
1.12 MPPT Tracker i jego funkcja w systemie PV / 45
1.13 Zalety mikrofalowników / 47
1.14 Optymalizacja mocy (Power Optymalizer) / 48
1.15 Stałe napięcie na module PV i łańcuchu modułów PV / 49
1.16 Dobór falownika / 50
1.16.1 Algorytm doboru falownika / 51
1.17 Wyznaczanie maksymalnego prądu zwarcia łańcucha paneli PV / 55
1.18 Degradacja napięciem indukowanym – PID oraz promieniowaniem słonecznym / 56
1.19 Dobór przewodów zasilających PV i zabezpieczeń / 57
2. Ochrona odgromowa i przepięciowa instalacji fotowoltaicznych / 59
2.1 Ochrona odgromowa / 59
2.2 Ochrona przepięciowa / 64
3. Wyłączenie generatora PV na wypadek pożaru / 66
4. Podstawowe definicje z zakresu fotowoltaiki określone w normie IEC 61836 / 69
5. Ograniczenia mocy generatora PV przyłączanego do sieci elektroenergetycznej / 70
6. Ustawa o odnawialnych źródłach energii / 71
7. Wykaz ważniejszych norm niezbędnych przy projektowaniu systemu fotowoltaicznego / 74
8. Wpływ zacienienia na pracę paneli PV wykonanych z krzemu krystalicznego oraz cienkowarstwowego / 75
8.1 Panele zbudowane z ogniw krzemu krystalicznego / 75
8.2 Moduły cienkowarstwowe / 77
9. Baterie akumulatorów w magazynach energii systemów PV / 79
9.1 Baterie kwasowo-ołowiowe / 79
9.2 Budowa akumulatora bezobsługowego VRLA / 80
9.3 Akumulatory Litowo-Jonowe (Li-ion) / 81
9.4 Łączenie baterii akumulatorów w magazynach energii / 85
10. Obliczanie wentylacji magazynu energii systemu PV / 90
10.1 Obliczanie wentylacji pomieszczenia baterii VRLA / 93
10.2 Wyznaczanie bezpiecznej odległości od źródeł inicjacji wybuchu / 96
11. Ochrona przeciwporażeniowa i przeciwpożarowa systemów PV / 96
11.1 Co to jest ochrona przeciwporażeniowa? / 96
11.2 Rażenie prądem elektrycznym / 97
11.3 Środki ochrony przeciwporażeniowej / 98
11.4 Zagrożenia pożarowe w instalacjach PV oraz ich neutralizacja / 105
12. Metody badawcze stosowane w fotowoltaice / 110
12.1 Pomiary kategorii I / 110
12.1.1 Ciągłość przewodów / 110
12.1.2 Pomiar rezystancji izolacji przewodów / 111
12.1.3 Pomiar rezystancji gruntu oraz rezystancji uziemienia / 112
12.1.4 Częstość prowadzenia sprawdzeń instalacji / 115
12.1.5 Pomiary rezystancji izolacji i ciągłości żył kabli / 116
12.2 Pomiary kategorii II / 118
12.3 Pomiary baterii akumulatorów / 125
12.3.1 Badanie stanu naładowania / 125
12.3.2 Badanie rezystancji akumulatorów / 125
12.3.3 Pomiar napięcia ogniw i monobloków akumulatorów / 126
12.3.4 Pomiar rezystancji połączeń wewnątrz baterii akumulatorów / 126
12.3.5 Pomiar pojemności baterii akumulatorów / 126
12.3.6 Pomiar rezystancji izolacji baterii akumulatorów w stosunku do ziemi / 127
12.3.7 Pomiar rezystancji izolacji baterii metodą prądu upływu / 127
Dodatki / 129
1. Warunki instalacji systemów PV na stacjach benzynowych / 129
2. Uproszczony projekt instalacji PV / 136
3. Zastosowanie fotowoltaiki do zasilania znaków drogowych oraz oświetlenia drogowego / 148
Literatura / 150