Fotovoltaika. Ing. Stanislav Bock 3.května 2011

Transkript

1

2 Fotovoltaika Ing. Stanislav Bock 3.května 2011

3 Fotovoltaický jev (fotoefekt) Fyzikální jev, při němž jsou elektrony uvolňovány (vyzařovány, emitovány) z látky (nejčastěji z kovu) v důsledku absorpce elektromagnetického záření látkou. Emitované elektrony jsou pak označovány jako fotoelektrony a jejich uvolňování se označuje jako fotoelektrická emise (fotoemise). Byl objeven v roce 1839 francouzským fyzikem Alexandre Edmond Becquerel. První fotovolt. článek však byl sestrojen až v roce 1883 Charlesem Frittsem.

4 Fotovoltaický systém

5 Fotovoltaické systémy dělení typ panelů typ měničů typ nosné konstrukce způsob provozu umístění

6 Typy FV panelů První generace Tyto články využívají křemíkové desky a dnes mají zdaleka největší podíl ve výrobě. Jejich účinnost se pohybuje kolem 16%. Hlavní nevýhodou je velká spotřeba drahého křemíku. Druhá generace Absorbující vrstva těchto článků je několiksetkrát tenčí, tudíž dochází k obrovské úspoře materiálu. Nicméně účinnost klesla pod 10 %. Tyto tenkovrstvéčlánky mají mnoho skvělých vlastností - např. mohou být naneseny na ohebnou fólii a sdílet její pružnost. Třetí generace Dá se říci, že se jedná o hlavní momentální vývoj. Směrů je spousta - například vývoj vícevrstvých či organických článků.

7 Materiály a technologie pro fotovoltaické články Objemové materiály krystalický křemík (monokrystalický, multikrystalický) Tenkovrstvé struktury (thin film) amorfní křemík, mikrokrystalický křemík, amorfní germánium, amorfní SiGe, CdTe/CdS, CuInSe - CIS Nové materiály Gratzel, DSSC, polymery, nanotechnologie

8 Spektrální citlivost solárních článků Zdroj: SOLARTEC

9 Výroba FV panelů délka hrany mm tloušťky Si destiček µm prořez 40% kontakty sítotisk η 15% η 17%

10 Z čeho se skládá FV panel

11 Hlavní parametry FV panelů U OC, I SC, U mp, I mp, P m = U mp I mp Standardní testovací podmínky (STC): 25 C, W/m 2, AM= 1,5 Rostoucí teplota článku způsobuje I (A) nárůst proudu článku; pokles napětí a výkonu článku U (V) U (V) I (A) U (V)

12 Typy měničů / střídačů / invertorů centralizované x decentralizované chlazení: nucené x samovolné s elektrolit. kondenzátory x bez

13 Důležité parametry měničů účinnost není vše Při jakých podmínkách umí vyrábět? Účinnost Rozsah MPP Účinnost přizpůsobení MPP Měnič s transformátorem nebo bez něj Koncepce využívající větší počet výkonových dílů Sběr a analýza dat Chlazení a řízení teploty Servis

14 Nosná konstrukce Pevná konstrukce (orientace, sklon) Systém se sledovačem (tracker) jednoosé natáčení dvouosé natáčení Systémy se sledovačem mohou získat až o 30% více energie oproti systémům s pevnou konstrukcí

15 Způsob provozu on grid (systémy připojené k elektrické síti) off grid (autonomní systémy)

16 Umístění na volné ploše na budově na střeše na plášti BIPV

17 Recyklace First Solar GmbH, Deutsche Solar AG vlastní recyklační linky iniciativa PVCYCLE ( Termická recyklace Metoda DEM - Double Encapsulated Module

18 Účinnost a plošná náročnost Volná vodorovná plocha Minimální stínění Zdroj: EPIA

19

20 Legislativa ČR Zákon č. 180/2005 Sb., o podpoře využívání obnovitelných zdrojů. Cenové rozhodnutí ERÚč. 2/ stanoví podporu pro rok Zákon č. 458/2000 Sb., o podmínkách podnikání a o výkonu státní správy v energetických odvětvích a o změně některých zákonů (Energetický zákon). Vyhláška č. 426/2005 Sb., o podrobnostech udělování licencí pro podnikání v energetických odvětvích. Vyhláška č. 475/2005 Sb., kterou se provádějí některá ustanovení zákona o podpoře využívání obnovitelných zdrojů. Vyhláška č. 51/2006 Sb., o podmínkách připojení k elektrizační soustavě. Výroba elektřiny z obnovitelných zdrojů je licencovanáčinnost, licenci uděluje Energetický regulační úřad. Při provozování fotovoltaické elektrárny jste vždy podnikateli.

21 Legislativa ČR novinky z 2010 Novely zákonač. 180/2005 Sb. v roce 2010 Meziroční pokles cen o více než 5% Omezení podpory na 30 kw systémy na budovách od Solární odvod 26% a 28% Ukončení podpory pro ostrovní systémy od Nepřipojování FVE a VTE Další legislativní změny (podmínky připojování, minimální účinnost článku, zrušení daňových prázdnin) Limit pro FVE v NAP 1650 MW instalovaného v roce 2010, 1695 MW instalovaného v roce 2020 Inst. výkon FVE ( ,38 MW), VTE ( MW)

22 Výpočet výroby Výpočetní modely PVGIS ( PV*SOL PVsyst

23 Vývoj ceny FV systémů Prognózy a skutečný vývoj investičních nákladů FVE v ČR [NEK, EPIA, CZREA] malé systémy - do 30 kwp; velké systémy - nad 1 MWp; EPIA - 1 MWp dodávka na klíč; NEK neuvedeno; Zdroj: Czech RE Agency

24 FV systémy výhled do budoucnosti Integrace fotovoltaiky do (nových) budov (střechy, fasády, sluneční clony) Součást nulových domů

25 Obchodní aspekty OZE Druhy OZ Charakteristický diagram Srovnatelný tržní produkt FVE Max mezi 8 18 hod denně převážně v létě velké odchylky Peak měsíc vodní Maximum březen květen; říjen listopad, dodávku limitují hydrologické podmínky Base měsíc vítr Neurčitý Není!!! biomasa Kogenerace - snaha o maximální využití v topné sezoně Base - kvartál bioplyn Rovnoměrné využití během roku Base - rok

26 Děkuji Vám za pozornost! Ing. Stanislav Bock