dr inż. Zbigniew Wyszogrodzki IV DNI ENERGII ODNAWIALNEJ MOŻLIWOŚCI WYKORZYSTANIA ENERGII SŁONECZNEJ POWIAT BRODNICKI Brodnica, 13.09.2012. dr inż. Zbigniew Wyszogrodzki

Zasoby energii słonecznej w Polsce Słońce – potężne źródło energii, emituje energię ok. 1 mln razy większą od rocznego zapotrzebowania człowieka na Ziemi, do Ziemi dociera zaledwie cząstka tej wielkiej mocy zwana stałą słoneczną wartość stałej słonecznej w górnych warstwach atmosfery: 1368 W/m2

Zasoby energii słonecznej w Polsce Wartość stałej słonecznej zmienia się w wyniku ruchu eliptycznego Ziemi wokół Słońca Źródło: Wójcik W. Energetyka słoneczna. Kolektory fototermiczne. WSŚ Bydgoszcz 2011

Zasoby energii słonecznej w Polsce W naszej szerokości geograficznej Słońce oferuje ok. 1000 W/m2 mocy i 950 - 1150 kWh/m2 energii na każdy metr kwadratowy napromieniowanej powierzchni.

Wykorzystanie energii słonecznej – technologie pasywne

Energia słoneczna Technologie pasywne wykorzystanie energii w sposób bezpośredni (np. na plaży) stosowanie odpowiednich rozwiązań konstrukcyjnych budynków

Przystosowanie budynku do odbioru energii słonecznej Projekt architektoniczno – budowlany: orientacja budynku, kształt budynku, oświetlenie światłem dziennym, rozplanowanie pomieszczeń mieszkalnych i użytkowych, zastosowane materiały, izolacja cieplna,

Przystosowanie budynku do odbioru energii słonecznej „otwarcie” budynku od strony południowej Źródło: Chwieduk D. Wykorzystanie energii promieniowania słonecznego. Kwidzyński Park Technologiczny 2010

Przystosowanie budynku do odbioru energii słonecznej „zamknięcie” budynku od strony północnej Źródło: Chwieduk D. Wykorzystanie energii promieniowania słonecznego. Kwidzyński Park Technologiczny 2010

Przystosowanie budynku do odbioru energii słonecznej wpływ okapu na dostęp promieniowania słonecznego do pomieszczeń Źródło: Chwieduk D. Wykorzystanie energii promieniowania słonecznego. Kwidzyński Park Technologiczny 2010

Wykorzystanie energii słonecznej – technologie aktywne

Kolektory słoneczne

Energia słoneczna Technologie aktywne kolektory słoneczne ogniwa fotowoltaiczne

Energia słoneczna Kolektory słoneczne Kolektor słoneczny to urządzenie zamieniające energię słoneczną na energię cieplną. Najczęściej wykorzystywane są płaskie kolektory słoneczne. Istnieją również kolektory próżniowe, które posiadają wyższą sprawność przetwarzania energii, jednak są znacznie droższe.

Energia słoneczna konwersja energii zawartej w fali elektromagnetycznej w widzialnej części promieniowania w ciepło w kontakcie z ciałami stałymi Źródło: Wójcik W. Energetyka słoneczna. Kolektory fototermiczne. WSŚ Bydgoszcz 2011

Klasyfikacja kolektorów Medium odbierające ciepło: Gazowe Cieczowe Stosowanie próżni: Bezpróżniowe Próżniowe Sposób odbioru ciepła: Jednofazowa wymiana ciepła Dwufazowa wymiana ciepła

Kolektory płaskie Z rurką meandrującą Z przepływem równoległo - szeregowym Źródło: Wójcik W. Energetyka słoneczna. Kolektory fototermiczne. WSŚ Bydgoszcz 2011

Kolektory próżniowe Z bezpośrednim przepływem Z rurką ciepła Źródło: Wójcik W. Energetyka słoneczna. Kolektory fototermiczne. WSŚ Bydgoszcz 2011

Energia słoneczna Kolektor słoneczny (cwu) – schemat działania

Energia słoneczna Kolektor słoneczny (cwu + co) – schemat działania Źródło: Chwieduk D. Wykorzystanie energii promieniowania słonecznego. Kwidzyński Park Technologiczny 2010

Energia słoneczna Kolektory słoneczne – cechy brak ciągłości i równomierności ogrzewania - potrzeba stosowania zasobników cwu i innego źródła ciepła, trudności z wykorzystaniem dla celów ogrzewania pomieszczeń, stanowią rozwiązanie uzupełniające, wzrost popularności – spadek ceny, możliwość uzyskania dofinansowania.

Rozwój rynku

Kolektory słoneczne w Polsce Źródło: Kurowski K. Jesteśmy daleko w tyle, ale gonimy sąsiadów. Agroenergetyka nr 2(28) 2009

Kolektory słoneczne w Europie Źródło: Kurowski K. Jesteśmy daleko w tyle, ale gonimy sąsiadów. Agroenergetyka nr 2(28) 2009

Kolektory słoneczne w Europie Źródło: Kurowski K. Jesteśmy daleko w tyle, ale gonimy sąsiadów. Agroenergetyka nr 2(28) 2009

Kolektory słoneczne na świecie Źródło: Kurowski K. Jesteśmy daleko w tyle, ale gonimy sąsiadów. Agroenergetyka nr 2(28) 2009

Kolektory słoneczne na świecie Źródło: Kurowski K. Jesteśmy daleko w tyle, ale gonimy sąsiadów. Agroenergetyka nr 2(28) 2009

Baterie fotowoltaiczne

Energia słoneczna Baterie fotowoltaiczne

Energia słoneczna Baterie fotowoltaiczne baterie słoneczne zbudowane są z ogniw fotowoltaicznych, ogniwo fotowoltaiczne - materiał, w którym zachodzi zjawisko fotoelektryczne (konwersja energii świetlnej na elektryczną). Fotony, padając na półprzewodnikowe złącze p-n, powodują wygenerowanie prądu stałego o napięciu zależnym od materiału ogniwa (dla krzemu około 0,5V) i natężeniu zależnym od powierzchni ogniwa.

Energia słoneczna Ogniwa fotowoltaiczne - rodzaje Ogniwa krzemowe: monokrystaliczne (sprawność 13 - 17%), polikrystaliczne (sprawność 10 - 14%), amorficzne (sprawność 5 - 8%). Sprawność - zdolność materiału do przetwarzania energii słonecznej na elektryczną. Im wyższa, tym większy procent dostarczanej przez Słońce energii jest "odzyskiwany" i zamieniany na energię elektryczną.

Energia słoneczna Ogniwa fotowoltaiczne – wykorzystanie ładowanie akumulatorów lub bezpośrednie zasilanie urządzeń elektrycznych.  ilość produkowanej energii zależy od natężenia promieniowania świetlnego. W słoneczny dzień napromieniowanie wynosi około 1000 W/m2, przy zachmurzonym niebie lub w półcieniu spada do 200 - 300 W/m2. Panel fotowoltaiczny jest szczególnie wrażliwy na częściowe zacienienie - zacienienie jednego z ogniw obniża sprawność całej baterii.

Energia słoneczna Schemat ideowy instalacji z bateriami fotowoltaicznymi 1. Moduł(y) fotowoltaiczny(e). 2.  Regulator ładowania akumulatora(ów). 3.  Akumulator(y) żelowy(e) o pojemności zależnej od mocy baterii. 4.  Potencjalne odbiorniki na napięcie 12, 24 lub 48 V DC (zależnie od mocy baterii) 5.  Inwerter 12, 24 lub 48 V DC / 230 V AC (50 Hz) (zależnie od mocy baterii). 6.  Odbiorniki na napięcie 230 V AC 50 Hz (zależnie od mocy baterii).

dr inż. Zbigniew Wyszogrodzki IV DNI ENERGII ODNAWIALNEJ MOŻLIWOŚCI WYKORZYSTANIA ENERGII SŁONECZNEJ POWIAT BRODNICKI Brodnica, 13.09.2012. dr inż. Zbigniew Wyszogrodzki