Oprawa: Miękka
Format: 16.5x23.5cm
Liczba stron: 302
Wydanie: 2
Rok wydania: 2021
Język wydania: polski
„Fotowoltaika jest niezwykle interesującą i aktualną dziedziną nauki i techniki zajmującą się konwersją energii promieniowania słonecznego na energię elektryczną. Dotyczy ona jednocześnie dwóch istotnych w ostatnim czasie zagadnień, mianowicie energetyki i ochrony środowiska. Zastosowanie fotowoltaiki stanowi praktyczną alternatywę dla niszczących środowisko naturalne metod produkcji energii elektrycznej w warunkach stale zwiększającego się zapotrzebowania światowego. Z tego powodu jest ona niewątpliwie ważną i ciekawą dziedziną wiedzy dla bardzo szerokiego grona odbiorców.”
Fragment Wstępu do książki Postępy w fotowoltaice
Wydawnictwo PWN zaprasza tym samym do lektury z dawna wyczekiwanego kompendium z zakresu budowy i działania różnych ogniw słonecznych, jak również podstawowych zasad projektowania i konstrukcji instalacji fotowoltaicznych.
Czytelnik będzie mógł w nim znaleźć bardzo różnorodne i praktyczne zagadnienia dotyczące fotowoltaiki, w tym na przykład: podstawy fizyczne działania przyrządów fotowoltaicznych, sposoby i przykłady projektowania i konstrukcji instalacji fotowoltaicznych, ale również zadania praktyczne do realizacji wraz z kluczem poprawnego rozwiązania.
Postępy w fotowoltaice kierowana jest do studentów uczelni technicznych, ale również do praktyków – projektantów, instalatorów i użytkowników instalacji fotowoltaicznych, a także wszystkich zainteresowanych tematyką nowoczesnych OZE.
spis treści
Wstęp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1. Struktura i zasada działania ogniwa słonecznego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.1. Energia słoneczna jako źródło odnawialne . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.2. Efekt fotowoltaiczny w złączu półprzewodnikowym . . . . . . . . . . . 18
1.3. Konstrukcja bazowa i podstawowe parametry elektryczne modelowego jednozłączowego ogniwa PV na bazie homozłącza p-n .. 24
1.3.1. Budowa modelowego ogniwa słonecznego . . . . . . . . . . . . . 24
1.3.2. Charakterystyka prądowo-napięciowa . . . . . . . . . . . . . . . 28
1.3.3. Rezystancja szeregowa i rezystancja równoległa . . . . . . . . . . 38
1.3.4. Charakterystyka pojemnościowa . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
1.3.5. Charakterystyka wydajności kwantowej . . . . . . . . . . . . . . 43
1.3.6. Modele elektryczne rzeczywistych ogniw słonecznych . . . . . . 46
1.4. Limity teoretyczne i metody poprawy sprawności fotokonwersji w ogniwach słonecznych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
1.5. Literatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
2. Przekrój rozwiązań konstrukcyjnych współczesnych ogniw fotowoltaicznych . . . . 58
2.1. Podstawowe struktury fotowoltaiczne oparte na półprzewodnikach mono- i polikrystalicznych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
2.2. Ogniwa PV wykorzystujące heterozłącze półprzewodnikowe . . . . . . . 66
2.3. Fotowoltaiczne struktury cienkowarstwowe na bazie związków nieorganicznych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
2.3.1. Ogniwa słoneczne na bazie heterozłącza CdS/CdTe . . . . . . . . 77
2.3.2. Struktury fotowoltaiczne wykorzystujące związki CIS, CIGS i CIGSS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
2.3.3. Przyrządy z krzemu amorficznego i materiałów pochodnych . . . 86
2.3.4. Wykorzystanie CuO i Cu2O oraz innych związków alternatywnych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
2.4. Ogniwa organiczne, hybrydowe oraz bazujące na materiałach perowskitowych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
2.5. Alternatywne konstrukcje struktur fotowoltaicznych . . . . . . . . . . . 98
2.6. Systemy PVT jako rozwiązanie problematyki wymiany ciepła w instalacjach fotowoltaicznych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105 2.7. Literatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
3. Rozwój zastosowań systemów fotowoltaicznych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
3.1. Rys historyczny zastosowań kosmicznych i aplikacji naziemnych . . . . . 117
3.2. Elektrownie fotowoltaiczne i systemy rozproszone (off-grid ) . . . . . . . 120
3.3. Fotowoltaika zintegrowana z budownictwem (BIPV) . . . . . . . . . . . 125
3.4. Fotowoltaika elastyczna w zastosowaniach mobilnych . . . . . . . . . . . 133
3.5. Fotowoltaika w instalacjach na wodzie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
3.6. Literatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
4. Projektowanie instalacji słonecznych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
4.1. Instalacje sieciowe i wyspowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
4.2. Współpraca z innymi źródłami energii w systemach wydzielonych . . . . 165
4.3. Budowa instalacji fotowoltaicznej – etapy praktycznej realizacji . . . . . 173
4.3.1. Wymagania prawne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174
4.3.2. Projekt instalacji PV . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176
4.3.3. Wykonanie instalacji PV . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
4.4. Literatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
5. Projektowanie instalacji fotowoltaicznych w praktyce . . . . . . . . . . . . . . . . . 188
5.1. Zawartość projektu instalacji słonecznej . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
5.2. Mikroinstalacje i system prosumencki . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194
5.3. Wymagane kwalifikacje wykonawców i obowiązki inwestora . . . . . . 196
5.4. Metody i zasady projektowania instalacji fotowoltaicznych . . . . . . . . 198
5.5. Narzędzia CAD wspierające wymiarowanie instalacji fotowoltaicznej . . 202
5.5.1. Aplikacja PV*SOL online . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203
5.5.2. Program SolarGIS pvPlanner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208
5.5.3. Interaktywna baza meteorologiczna PVGIS . . . . . . . . . . . . 217
5.5.4. Oprogramowanie Archelios Pro Free . . . . . . . . . . . . . . . . 222
5.5.5. Program sieciowy PV Watts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225
5.5.6. Profesjonalne oprogramowanie PV*SOL premium . . . . . . . . 229
5.6. Analiza przykładowego projektu PV . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232
5.6.1. Specyfikacja projektowanej instalacji . . . . . . . . . . . . . . . 233
5.6.2. Symulacja komputerowa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237
5.6.3. Analiza finansowa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244
5.7. Literatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
6. Przykładowe zagadnienia i pomiary laboratoryjne z zakresu praktycznego zastosowania ogniw i systemów PV . . . . . . . . . . .. 253
6.1. Pomiary podstawowych parametrów i charakterystyk elektrycznych ogniw słonecznych. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253
6.1.1. Pomiar charakterystyk prądowo-napięciowych . . . . . . . . . . 254
6.1.2. Charakterystyki pojemności złączowej . . . . . . . . . . . . . . . 260
6.1.3. Pomiar i znaczenie charakterystyk wydajności kwantowej . . . . 264
6.2. Wpływ warunków oświetlenia, temperatury i obciążenia na pracę ogniw słonecznych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266
6.2.1. Pomiary transmitancji optycznej w ogniwach fotowoltaicznych . . 267
6.2.2. Zależność parametrów ogniw PV dla różnych warunków oświetlenia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271
6.2.3. Wpływ kąta padania światła na pracę ogniw słonecznych . . . . . 280
6.2.4. Wpływ temperatury na pracę ogniw i modułów fotowoltaicznych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282
6.3. Konfiguracja robocza modułów fotowoltaicznych i efekty niedopasowania . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287
6.3.1. Rezystancja szeregowa i równoległa w ogniwach słonecznych. . . 287
6.3.2. Konfiguracja ogniw i modułów fotowoltaicznych oraz wpływ zacienienia na parametry pracy instalacji . . . . . . . . . . . . . 290 6.3.3. Niedopasowanie prądowe i napięciowe w instalacjach PV . . . . . 294
6.4. Systemy hybrydowe ogniwo – kolektor słoneczny . . . . . . . . . . . . . 298
6.5. Literatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301
Zaloguj przez Google
