Pokračujeme v díle těch,
kteří byli první.

Aktuální vydání

Číslo 11/2016 vyšlo tiskem
7. 11. 2016. V elektronické verzi na webu od 1. 12. 2016. 

Téma: Rozváděče a rozváděčová technika; Točivé stroje a výkonová elektronika

Hlavní článek
Lithiové trakční akumulátory pro elektromobilitu

Aktuality

Svítící fasáda FEL ČVUT nabídne veřejnosti interaktivní program s názvem Creative Colours of FEL Dne 13. prosince v 16.30 hodin se v pražských Dejvicích veřejnosti představí interaktivní…

Fakulta elektrotechnická je na špici excelentního výzkumu na ČVUT Expertní panely Rady vlády pro výzkum, vývoj, inovace (RVVI) vybraly ve II. pilíři…

Švýcaři v referendu odmítli uzavřít jaderné elektrárny dříve V referendu hlasovalo 45 procent obyvatel, z toho 54,2 procent voličů řeklo návrhu na…

Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze pořádá 25. 11. 2016 den otevřených dveří Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze pořádá 25. listopadu od 8.30 hodin Den otevřených…

Calliope mini – multifunkční deska Calliope mini poskytuje kreativní možnosti pro každého. A nezáleží na tom, zda jde o…

Ocenění v soutěži České hlavičky získal za elektromagnetický urychlovač student FEL ČVUT Student programu Elektronika a komunikace Fakulty elektrotechnické ČVUT v Praze Vojtěch…

Více aktualit

Testování fotovoltaického systému s pevným stojanem na ČZU v Praze

Ing. Vladislav Poulek, CSc., Poulek Solar, s. r. o., prof. Ing. Martin Libra, CSc.,
Ing. Radek Novotný, Ing. Jan Mareš, Česká zemědělská univerzita v Praze
 
V České republice i dalších státech se v posledních letech dotuje elektrická energie vyrobená ve fotovoltaických (PV) elektrárnách. To zřejmě bylo hlavním důvodem, že se v poslední době vybudovala řada fotovoltaických elektráren. V sousedním Německu, kde k dotační politice přistoupili dříve, byl rozvoj fotovoltaiky asi nejmarkantnější. Oproti okolním státům měli v tomto směru několikaletý náskok. V letech 2006 až 2008 bylo v České republice zprovozněno několik fotovoltaických elektráren se špičkovým výkonem větším než 1 MWp. Zatím největší fotovoltaická elektrárna je v Dubňanech na Hodonínsku se špičkovým výkonem 2,1 MWp, ale tyto rekordy se mohou poměrně rychle měnit. Aktuální informace o fotovoltaice a nových elektrárnách v ČR lze sledovat na internetových stránkách Solární ligy (http://www.solarniliga.cz). O našich aktivitách ve fotovoltaice jsme už na stránkách časopisu Elektro informovali, viz např. [1]. Nyní v tomto článku uvádíme výsledky testování malého fotovoltaického systému s pevným stojanem, které proběhlo v roce 2008 na České zemědělské univerzitě v Praze (Praha 6 – Suchdol, 50° severní šířky).
 

Popis konstrukce fotovoltaického systému

 
Fotovoltaický systém s pevným stojanem byl zkonstruován tak, že tři PV panely čínské výroby s nominálním výkonem Pmax = 170 Wp 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.
 

Výsledky a diskuse

 
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 kWp instalovaných PV panelů je Wp = 919,24 kW·h/(kWp·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 vmax = 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.
 

Závěr

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
 
Literatura:
[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.
 
Obr. 1. PV panely s pevným stojanem instalované na ČZU v Praze
Obr. 2. Elektronický měnič s rozvodnou deskou a dataloggerem na stěně laboratoře
Obr. 3. Blokové schéma celého fotovoltaického systému
Obr. 4. Detail senzoru intenzity dopadajícího záření
Obr. 5. Množství vyrobené a přepočtené elektrické energie v uvedeném PV systému v jednotlivých měsících roku 2008
 
Tab. 1. Množství vyrobené a přepočtené elektrické energie v uvedeném PV systému v jednotlivých měsících roku 2008