Testování fotovoltaického systému s pevným stojanem na ČZU v Praze

 

 

 

Fotovoltaický systém s pevným stojanem byl zkonstruován tak, že tři PV panely čínské výroby s nominálním výkonem P_max = 170 W_p a s účinností fotovoltaické přeměny energie ŋ = 16 % byly umístěny na pevný stojan se sklonem 40° s orientací k jihu. Tyto panely byly zapojeny do série a připojeny k měniči německé výroby Sunny Boy typu SB 700 umístěnému v laboratoři. Přes tento měnič byl PV systém přímo spojen s rozvodnou sítí se standardním střídavým napětím 230 V. Současně datalogger umožňoval ukládání dat na paměťovou kartu a server umožňoval po přihlášení sledovat data v reálném čase. K propojení byly použity kabely a vodotěsné konektory firmy Tyco. Pohled na PV panely s pevným stojanem jsou na obr. 1 (osamocený PV panel vlevo k tomuto systému nepatří), elektronický měnič s rozvodnou deskou a dataloggerem jsou na obr. 2 (měnič vlevo k tomuto systému nepatří), blokové schéma celého zařízení je na obr. 3. Nad PV panely jsou na obr. 1 vidět také anemometr pro záznam rychlosti větru a senzor intenzity dopadajícího záření, který je v detailu na obr. 4. Tento systém měl tedy nominální špičkový výkon 0,51 kWp a dlouhodobé sledování dat bylo zahájeno v září 2007.

 

 

Systematické měření množství vyrobené elektrické energie na uvedeném fotovoltaickém systému s pevným stojanem a s nominálním výkonem 0,51 kWp během roku 2008 je na obr. 5, podrobnější hodnoty jsou v tab. 1. Podle předpokladu nejvíce vyrobené elektrické energie bylo v červnu, kdy je Slunce nejdéle nad obzorem a vrcholí pod největším úhlem. Navíc v červnu bývají většinou jasné slunečné dny. V červenci bývá deštivo, zejména v 1. polovině měsíce, a proto bývá i menší množství vyrobené elektrické energie. V srpnu, přestože bývají opět jasné slunečné dny, je Slunce nad obzorem již kratší dobu a vrcholí pod menším úhlem, což se musí projevit také v menším množství vyrobené elektrické energie. Naopak nejméně vyrobené elektrické energie bývá v prosinci, kdy je Slunce nejkratší dobu nad obzorem a vrcholí pod nejmenším úhlem.

 

V tomto uvedeném ročním sledování činí množství vyrobené elektrické energie W = 468,81 kW·h/rok. Přepočtená hodnota roční výroby elektrické energie na 1 kW_p instalovaných PV panelů je W_p = 919,24 kW·h/(kW_p·rok). Během letních slunečných dní maximální hodnoty intenzity dopadajícího záření mírně přesahovaly hodnotu 1000 W·m–2. Maximální hodnoty rychlosti větru byly dosaženy ve dnech 16. až 18. února 2008, kdy vichřice Emma dosahovala rychlosti větru v nárazech až v_max = 120 km·h^–1 směrem od západu.

 

Analogické roční sledování výroby elektrické energie v prvním bloku větší fotovoltaické elektrárny Ostrožská Lhota (jižní Morava) bylo nedávno publikováno v časopise Alternativní energie [2]. Zde se sice nejednalo o přesně stejné období, ale o stejně dlouhé období jednoho roku (konkrétně od srpna 2007 do července 2008). V Ostrožské Lhotě bylo v první etapě instalováno 702 kWp PV panelů. Hodnota roční výroby elektrické energie zde činila 711 MW·h a přepočtená hodnota roční výroby elektrické energie na 1 kWp instalovaných PV panelů byla 1012,8 kW·h/(kWp·rok). Relativní hodnoty výroby v jednotlivých měsících přibližně odpovídají našim měřením.

 

V Praze je podle předpokladu přepočtená hodnota vyrobené energie nižší než na jižní Moravě, avšak možná by byla nižší o menší hodnotu, kdyby chvilku před západem Slunce v zimním období nestínila našemu PV systému sousední budova. Navíc PV panely byly nastaveny se sklonem 40°, přičemž v Praze je optimální sklon na zajištění maximální výroby elektrické energie za celý rok cca 35°. To odpovídá nastavení na letní provoz, kdy je vyrobené elektrické energie nejvíce.

Naším cílem byla konstrukce a realizace fotovoltaického systému, získání dat z dlouhodobého testování a jejich vyhodnocení z hlediska množství vyrobené energie. Fotovoltaický systém byl realizován na České zemědělské univerzitě v Praze, uvedené hodnoty odpovídají předpokladu a jsou v relaci s hodnotami z větší PV elektrárny uvedenými v literatuře [2]. Práce probíhá v rámci výzkumného záměru MSM 6046070905.

 

Více informací lze najít například v naší knize [3] nebo na internetových stránkách: http://www.solar-trackers.com

[1] POULEK, V. – LIBRA, M. – BICAN, P.: Testy fotovoltaického systému na ČZU v Praze. Elektro, 2006, vol. 16, č. 5, s. 36–37, ISSN 1210-0889.

[2] JANČÍK, V.: Sluneční elektrárny mají místo na slunci. Alternativní energie, 2008, vol. 11, č. 4, s. 22–23, ISSN 1212-1673.

[3] LIBRA, M. – POULEK, V.: Fotovoltaika, teorie i praxe využití solární energie. kniha – monografie, ILSA, Praha, 2009, 160 stran, ISBN 978-80-904311-0-2.