fotonaponski sustavi

Europska komisija izvr!no je tijelo EU.

Vi!e o projektu na www.ipa-oie.com

FOTONAPONSKI SUSTAVI

Instrument pretpristupne pomo!i Obnovljivi izvori energije

Instrument pretpristupne pomo"i (eng. Instrument for Pre-Accession Assistance – IPA) pretpristupni je program za razdoblje od 2007. do 2013. godine koji zamjenjuje dosada!nje programe CARDS, Phare, ISPA i SAPARD. Osnovni ciljevi ovog programa su pomo" u izgradnji institucija i vladavine prava, ljudskih prava, uklju#uju"i i temeljna prava, prava manjina, jednakost spolova i nediskriminaciju, administrativne i ekonomske reforme, ekonomski i dru!tveni razvoj, pomirenje i rekonstrukciju te regionalnu i prekograni#nu suradnju.

IPA Komponenta IV Razvoj ljudskih potencijala doprinosi ja#anju gospodarske i socijalne kohezije, te prioritetima Europske strategije zapo!ljavanja u podru#ju zapo!ljavanja, obrazovanja, stru#nog osposobljavanja i socijalnog uklju#ivanja.

Europsku uniju #ini 27 zemalja #lanica koje su odlu#ile postupno povezivati svoja znanja, resurse i sudbine. Zajedni#ki su, tijekom razdoblja pro!irenja u trajanju od 50 godina, izgradile zonu stabilnosti, demokracije i odr$ivog razvoja, zadr$avaju"i pritom kulturalnu raznolikost, toleranciju i osobne slobode. Europska unija posve"ena je dijeljenju svojih postignu"a i svojih vrijednosti sa zemljama i narodima izvan svojih granica.

Priru!nik

Ovaj projekt "nancira Europska unija

Ova publikacija izra!ena je uz pomo" Europske unije. Za sadr#aj ove publikacije odgovorna je Srednja $kola Oroslavje i ne odra#ava stavove Europske unije.

Ljubomir Majdand"i#

IPA Komponenta IV – Razvoj ljudskih potencijala Program Europske unije za Hrvatsku Instrument pretpristupne pomo!i – Obnovljivi izvori energije

Project "nanced by the European UnionIMPLEMENTATION OF NEW CURRICULA: Increasing knowledge and information on Renewables

Projekt je "nanciran sredstvima Europske unijeIMPLEMENTACIJA NOVIH KURIKULUMA: Pove!anje znanja i informacija o obnovljivim izvorima energije

Provedbeno tijelo: Agencija za strukovno obrazovanje i obrazovanje odraslih, Odjel DEFCO

Nositelj projekta: Srednja #kola Oroslavje

Partneri na projektu: Tehni$ka #kola Ru%era Bo#kovi!a u Zagrebu Grad Oroslavje

Stru$ni suradnici: Darko Cobovi!, dipl. ing. Goran Nuskern, dipl. ing.

Autor:Doc. dr. sc. Ljubomir Majdand&i!, dipl. ing. HSUSE – Hrvatska stru$na udruga za sun$evu energiju

Izdava$: Tehni$ka #kola Ru%era Bo#kovi!a u Zagrebu Srednja #kola Oroslavje

Tehni$ki urednik: Mario Lesar, graf. ing.

Dizajn i promocija: Culmena d.o.o.

Web adresa:www.ipa-oie.com

Sadr!aj

1. Uvod

godi!nje sun"evozra"enje

zalihe ugljena

zalihe nafte

zalihe urana

zalihe plina

godi!nja potro!nja energije u svijetu

godi!nje Sun"evo zra"enje

Ljubomir Majdand!i": Fotonaponski sustavi [Priru#nik] 1

Implementacija novih kurikuluma: Pove"anje znanja i informacija o obnovljivim izvorima energije2

600

100 100 30

0

100

200

300

400

500

600

1Sun!evo zra!enje biomasa vodena snaga snaga vjetra

teoretski potencijal, EJ/god. 2 500 000 100 000 158 100

tehni!ki iskoristiv potencijal, EJ/god.

EJ = 1018 J = 280 TWh = 280 ! 109 kWh


0

100

30

310

50

435

135

565

380

565

620 570

0

100

200

300

400

500

600

700

1 2 3 4 5 6

obnovljivi izvori energijekonvencionalni izvori energije

1960 1980 2000 2020 2040 2060

potro!n

ja e

nerg

ije, E

J

EJ = 1018 J = 280 TWh = 280 ! 109 kWh

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900

1000

nafta ugljen plinhidroelektrane biomasa (tradicionalno) biomasa (suvremeno) vjetroelektrane sol. termoelek. i fotonapon solarni kolektori ostali obnovljivi izvori geotermalna

EJ/go EJ = 1018 J = 280 TWh = 280 ! 109 kWh


2. Fizikalne osnove

2.1. Kristali i podjela


2.1.1. !isti poluvodi"i

elektron !upljina

vodljiva vrpca

valentna

Eg

T= 0 K T > 0 K


2.1.2. Poluvodi!i s primjesama


2.2. Poluvodi!ka dioda (PN-spoj)

---------------------------------------------------- Ef (Fermijeva energija)

elektron !upljina elekt

---------------------------------------------------- Ef (F

vodljiva vrpca

valentna


2.3. Solarne !elije

2.3.1. Po"etak razvoja solarnih !elija


2.3.2. Fotonaponski efekt

2.3.3. Izravna pretvorba sun!eva zra!enja u elektri!nu energiju


0,15 mm 2-5 mm

0,2 !m

300 !m

antirefleksijski sloj

- prednji kontakt u obliku re"etke

+ stra#nji metalni kontakt

N- podru$je

P- podru$je

svjetlost, hv


PN-spoj

struja

2.4. Izrada solarnih !elija


kristalni silicij (kvarcni pijesak) proizvodnja kristalnog silicija Tiegelziehovim ili Czochralskijevim procesom oblikovanje ingota rezanje ingota na vafere difuzija fosfora (dobivanje PN-spoja) sitotisak (stra!nji i prednji kontakt)

gotova solarna "elija spajanje solarnih "elija

laminiranje (laminat)

postavljanje solarnih "elija u okvir

gotov solarni modul

solarni moduli u primjeni


3. Solarni fotonaponski sustavi

fotonaponski (FN) sustavi

samostalni sustavi

izravno priklju!eni na javnu mre"u

priklju!eni na mre"u

bez pohrane hibridni sustavi sa pohranom

priklju!eni na javnu mre"u preko

ku#ne instalacije

obi!ni ure$aji

male primjene

AC samostalni sustavi

DC samostalni sustavi

pomo#u vjetroagregata

pomo#u kogeneracije

pomo#u dizel generatora

pomo#u gorivnih !lan.

3.1. Samostalni fotonaponski sustavi


fotonaponski moduli regulator punjenja

akumulator

tro!ila

3.1.1. Hibridni fotonaponski sustavi

fotonaponski moduli DC tro!ila generator AC tro!ila

regulatori punjenja

akumulatori

D

C sa

birn

ica

ispravlja" ac/dc

izmjenjiva" dc/ac


3.2. Fotonaponski sustavi priklju!eni na javnu elektroenergetsku mre"u preko ku#ne instalacije


fotonaponski moduli

izmjenjiva!dc/ac

brojilo predane el. energije

brojilo preuzete el. energije

priklju!ak na mre"u

tro#ila

javna mre"a


3.2.1. Fotonaponski sustavi priklju!eni na javnu elektroenergetsku mre"u preko ku#ne instalacije snage do 30 kW

3.2.2. Fotonaponski sustavi priklju!eni na javnu elektroenergetsku mre"u preko ku#ne instalacije snage od 30 kW do 100 kW


3.2.3. Fo na javnu elekt preko ku!ne instalacije snage ve!e od 100 kW

tonaponski sustavi priklju"eni roenergetsku mre#u

3.3. Fotonaponski sustavi izravno priklju"eni na javnu elektroenergetsku mre#u


fotonaponski moduli

izmjenjiva! dc/ac

brojilo predane elektri!ne energije javna

elektroenergetska mre"a

3.3.1. Fotonaponski sustavi izravno priklju!eni na javnu elektroenergetsku mre"u snage do 10 MW

3.3.2. riklju!e mre" 30 MW

Fotonaponski sustavi izravno pu snage od 10 MW do

ni na javnu elektroenergetsku


3.3.3. Fotonaponski sustavi izravno priklju!eni na javnu elektroenergetsku mre"u snage ve#e od 30 MW

3.4. Ugradnja fotonaponskih modula od tankog filma


3.5. Fotonaponski moduli na pro!elju gra"evina


3.6. Stakleni krovovi gra!evina s fotonaponskim modulima


3.7. Nadstre!nice za vozila od fotonaponskih modula

3.8. Fotonaponski moduli ugra"eni na autocestama

3.9. Fotonaponski moduli na za!ti#enim spomenicima kulture


3.10. Fotonaponski sustavi u Republici Hrvatskoj priklju!eni na javnu elektroenergetsku mre"u preko ku#ne instalacije


3.11. Potrebna povr!ina za proizvodnju energije iz fotonaponskih sustava

monokristalne !elije 7 m2 – 9 m2

!elije visokog stupnja djelovanja 6 m2 – 7 m2

polikristalne !elije 7,5 m2 – 10 m2

bakar-indij-diselenid (CIS) 9 m2 – 11 m2

kadmijev telurid (CdTe) 12 m2 – 17 m2

amorfni silicij 14 m2 – 20 m2


2832

36422

105218

28328

8094

0100002000030000400005000060000700008000090000100000110000120000

1Solar Vjetar Biomasa Nafta Plin

km2


0

1

2

3

4

5

6

2004 2010 2020 2030 2050

Ostatak sustava

Moduli!/Wp

3.12. Sigurnosna za!tita fotonaponskih sustava

3.12.1. Gromobranska instalacija


3.12.2. Izjedna!enje potencijala


3.12.3. Odvodnici prenapona


13.13. Fotonaponski sustavi u Europi i svijetu

3.12.4. Uzemljiva!i i sustavi uzemljenja


1166 1428 1761 2229 28233924

53236929

9360

15677

22893

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

20000

22000

24000

26000

1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009

snag

a, M

W

Europa; 78%

Japan; 7%

USA; 7%

Ju!na Koreja; 2%

Ostatak svijeta; 6%


no m iz

ra imulaci dim zion nj bli njnaponskih sustava

4. Prora!un fotonaponskog sustava s eko msko anal om

4.1. Progfoto

mi za s ju, en ira e i o kova e


4.2. Ekonomska analiza i povrat investicije u fotonaponski sustav


Dodatak

Sre vne plohe ukupnim sun!evim zra!enjem dnja godi"nja ozra!enost vodora


vna ozra!enost vodoravne plohe ukupnim sun!evim zra!enjem u sije!nju Srednja dne

Srednja dnevna ozra!enost vodoravne plohe ukupnim sun!evim zra!enje u velja!i


Srednja dnevna ozra!enost vodoravne plohe ukupnim sun!evim zra!enjem u o"ujku

S rednja dnevna ozra!enost vodoravne plohe ukupnim sun!evim zra!enjem u travnju


Srednja dnevna ozra!enost vodoravne plohe ukupnim sun!evim zra!enjem u svibnju

Srednja dnevna ozra!enost vodoravne plohe ukupnim sun!evim zra!enjem u lipnju


Srednja dnevna ozra!enost vodoravne plohe ukupnim sun!evim zra!enjem u srpnju

S rednja dnevna ozra!enost vodoravne plohe ukupnim sun!evim zra!enjem u kolovozu


Srednja dnevna ozra!enost vodoravne plohe ukupnim sun!evim zra!enjem u rujnu

Srednja dnevna ozra!enost vodoravne plohe ukupnim sun!evim zra!enjem u listopadu


Sr ednja dnevna ozra!enost vodoravne plohe ukupnim sun!evim zra!enjem u studenom

Srednja dnevna ozra!enost vodoravne plohe ukupnim sun!evim zra!enjem u prosincu


IPA Komponenta IV – Razvoj ljudskih potencijala Program Europske unije za Hrvatsku Instrument pretpristupne pomo!i – Obnovljivi izvori energije

Project "nanced by the European UnionIMPLEMENTATION OF NEW CURRICULA: Increasing knowledge and information on Renewables

Projekt je "nanciran sredstvima Europske unijeIMPLEMENTACIJA NOVIH KURIKULUMA: Pove!anje znanja i informacija o obnovljivim izvorima energije

Provedbeno tijelo: Agencija za strukovno obrazovanje i obrazovanje odraslih, Odjel DEFCO

Nositelj projekta: Srednja #kola Oroslavje

Partneri na projektu: Tehni$ka #kola Ru%era Bo#kovi!a u Zagrebu Grad Oroslavje

Stru$ni suradnici: Darko Cobovi!, dipl. ing. Goran Nuskern, dipl. ing.

Autor:Doc. dr. sc. Ljubomir Majdand&i!, dipl. ing. HSUSE – Hrvatska stru$na udruga za sun$evu energiju

Izdava$: Tehni$ka #kola Ru%era Bo#kovi!a u Zagrebu Srednja #kola Oroslavje

Tehni$ki urednik: Mario Lesar, graf. ing.

Dizajn i promocija: Culmena d.o.o.

Web adresa:www.ipa-oie.com

Europska komisija izvr!no je tijelo EU.

Vi!e o projektu na www.ipa-oie.com

FOTONAPONSKI SUSTAVI

Instrument pretpristupne pomo!i Obnovljivi izvori energije

Instrument pretpristupne pomo"i (eng. Instrument for Pre-Accession Assistance – IPA) pretpristupni je program za razdoblje od 2007. do 2013. godine koji zamjenjuje dosada!nje programe CARDS, Phare, ISPA i SAPARD. Osnovni ciljevi ovog programa su pomo" u izgradnji institucija i vladavine prava, ljudskih prava, uklju#uju"i i temeljna prava, prava manjina, jednakost spolova i nediskriminaciju, administrativne i ekonomske reforme, ekonomski i dru!tveni razvoj, pomirenje i rekonstrukciju te regionalnu i prekograni#nu suradnju.

IPA Komponenta IV Razvoj ljudskih potencijala doprinosi ja#anju gospodarske i socijalne kohezije, te prioritetima Europske strategije zapo!ljavanja u podru#ju zapo!ljavanja, obrazovanja, stru#nog osposobljavanja i socijalnog uklju#ivanja.

Europsku uniju #ini 27 zemalja #lanica koje su odlu#ile postupno povezivati svoja znanja, resurse i sudbine. Zajedni#ki su, tijekom razdoblja pro!irenja u trajanju od 50 godina, izgradile zonu stabilnosti, demokracije i odr$ivog razvoja, zadr$avaju"i pritom kulturalnu raznolikost, toleranciju i osobne slobode. Europska unija posve"ena je dijeljenju svojih postignu"a i svojih vrijednosti sa zemljama i narodima izvan svojih granica.

Priru!nik

Ovaj projekt "nanciran je od Europske unije

Ova publikacija izra!ena je uz pomo" Europske unije. Za sadr#aj ove publikacije odgovorna je Srednja $kola Oroslavje i ne odra#ava stavove Europske unije.

Ljubomir Majdand"i#

fotonaponski sustavi

Documents