PÄIKESEPANEELIDE TÖÖPÕHIMÕTE JA

PAIGALDISTE ERINEVAD LAHENDUSED

Priit Pikk

Eesti Maaülikool, Tehnikainstituut

Energiaklass

10. märts 2015. a.

PÄIKESESÜSTEEM

Kas päike tiirleb ümber Maa või Maa ümber

päikese?

Priit

Pik

k-

Päik

eseenerig

akasu

tusv

õim

alused

2

0

1367)(m

WdIS

Priit

Pik

k-

Päik

eseenerig

akasu

tusv

õim

alused

Päikese konstant

1367

dλ

AM – Air Mass (0)

PÄIKESELT KANDUVA KIIRGUSE SPEKTER

22

2

3424 m

W

r

rSSkesk

PÄIKESE ENERGIAPOTENTSIAAL MAALEP

riit Pik

k -

Päik

eseenerig

a kasu

tusv

õim

alused

2

0

1367)(m

WdIS

22

2

3424 m

W

r

rSSkesk

Eestlase keskmine tarbimisvõimsus

P = 511W tunnis.

Eesti pindala

A = 45000 km2

Päikeselt langev keskmine võimsus aastas elaniku kohta

E = 342*45000 / 1,4 / 2 = 3,4 MW

FOTOELEMENT – PHOTOVOLTAIC (PV)

Millistest

materjalidest

koosneb

Tööpõhimõte

Füüsikalised

omadused

Peamised

parameetrid

10

.03

.20

15

5

Päik

eseenerg

ia kasu

tusv

õim

alused

-P

riit Pik

k

Päikesepaneelide ja fotoelementide tootmine1

0.0

3.2

01

5

6

Päik

eseenerg

ia kasu

tusv

õim

alused

-P

riit Pik

k

Priit P

ikk

-P

äikeseen

eriga

kasu

tusv

õim

alused

Päikesekiiri

neeldav kate kate

Elektrit juhtivad

metallribad

Emitter

Baasmaterjal

(siliitsium)

Tagumine kontakt

Elektron-auk paar

MIS MÄÄRAB PÄIKESEPANEELI

EFEKTIIVSUSE?1

0.0

3.2

01

5

8

Päik

eseenerg

ia kasu

tusv

õim

alused

-P

riit Pik

k

ÜHENDATUD FOTOELEMENDID - MOODUL

10

.03

.20

15

9

Päik

eseenerg

ia kasu

tusv

õim

alused

-P

riit Pik

k

0,6V 0,6V 0,6V

14,4V

voolutugevus?

8A?

Pinge?

PINGE JA VOOLU SÕLTUVUS

PÄIKESEKIIRGUSEST

Pinge sõltuv logaritmiliseltVoolutugevus sõltub lineaarselt.

10

.03

.20

15

10

Päik

eseenerg

ia kasu

tusv

õim

alused

-P

riit Pik

k

PINGE JA VOOLU SÕLTUVUS TEMPERATUURIST1

0.0

3.2

01

5

11

Päik

eseenerg

ia kasu

tusv

õim

alused

-P

riit Pik

k

MAXIMUM POWER POINT - MPPT1

0.0

3.2

01

5

12

Päik

eseenerg

ia kasu

tusv

õim

alused

-P

riit Pik

k

VARJUTUS

Halb, kehva päikesevalguse või kvaliteediga

fotoelement või päikesepaneel.

10

.03

.20

15

Päik

eseenerg

ia kasu

tusv

õim

alused

-P

riit Pik

k

13

10

.03

.20

15

Päik

eseenerg

ia kasu

tusv

õim

alused

-P

riit Pik

k

14

Temperatuuride hindamine – termograafia.

10

.03

.20

15

Päik

eseenerg

ia kasu

tusv

õim

alused

-P

riit Pik

k

15

PÄIKESEPANEELI STRUKTUUR

10

.03

.20

15

16

Päik

eseenerg

ia kasu

tusv

õim

alused

-P

riit Pik

k

Madala

rauasisaldusega

klaas

Fotoelemendi

struktuur ?

10

.03

.20

15

17

Päik

eseenerg

ia kasu

tusv

õim

alused

-P

riit Pik

k

PÄIKESEELEKTRIJAAMADE JAOTUS

10

.03

.20

15

Iseseisvad

Rändavad

• Kandekotid

• Sõidukitesse integreeritud

Paiksed

• Valgustid

• Salvestuse ja varutoitega süsteemid hoonetele

Võrku ühendatud

Mikroinverteritega

Keskse inverteriga

• Madalpinge <100kW

• Keskpinge >100kW

Hübriid

Iseseisevvõrgutoega

Võrgus varutoitena elektrijaam

ISESEISVALT TÖÖTAV PÄIKESEELEKTRIJAAM1

0.0

3.2

01

5

19

Päik

eseenerg

ia kasu

tusv

õim

alused

-P

riit Pik

k

ISESEISVALT TÖÖTAV PÄIKESEELEKTRIJAAM1

0.0

3.2

01

5

20

Päik

eseenerg

ia kasu

tusv

õim

alused

-P

riit Pik

k

ISESEISVALT TÖÖTAV PÄIKESEELEKTRIJAAM1

0.0

3.2

01

5

21

Päik

eseenerg

ia kasu

tusv

õim

alused

-P

riit Pik

k

ISESEISVALT TÖÖTAV PÄIKESEELEKTRIJAAM1

0.0

3.2

01

5

22

Päik

eseenerg

ia kasu

tusv

õim

alused

-P

riit Pik

k

Klaasist kate

Päikesepaneel

Fototakisti

Aku

Kontrollskeem

LED

Lambi kate

Kuidas aiavalgustid töötavad?

http://home.howstuffworks.com/solar-light2.htm

PÄIKESEELEKTRIJAAMADE JAOTUS

10

.03

.20

15

Iseseisvad

Rändavad

•Kandekotid

•Sõidukitesse integreeritud

Paiksed

• Valgustid

• Salvestuse ja varutoitega süsteemid hoonetele

Võrku ühendatud

Mikroinverteritega

Keskse inverteriga

•Madalpinge <100kW

•Keskpinge >100kW

Hübriid

Iseseisevvõrgutoega

Võrgus varutoitena elektrijaam

LIHTSAIM

PV SÜSTEEM

10

.03

.20

15

24

Päik

eseenerg

ia kasu

tusv

õim

alused

-P

riit Pik

k

AKUGA LAADIMISSÜSTEEM (MPPT)

10

.03

.20

15

25

Päik

eseenerg

ia kasu

tusv

õim

alused

-P

riit Pik

k

Saarelahendus1

0.0

3.2

01

5P

äikeseen

ergia k

asutu

svõ

imalu

sed -

Priit P

ikk

26

ISESEISVALT TÖÖTAV PÄIKESEELEKTRIJAAM1

0.0

3.2

01

5

27

Päik

eseenerg

ia kasu

tusv

õim

alused

-P

riit Pik

k

SAARELAHENDUS 21

0.0

3.2

01

5

28

Päik

eseenerg

ia kasu

tusv

õim

alused

-P

riit Pik

k

PÄIKESEELEKTRIJAAMADE JAOTUS

10

.03

.20

15

Iseseisvad

Rändavad

• Kandekotid

• Sõidukitesse integreeritud

Paiksed

• Valgustid

• Salvestuse ja varutoitega süsteemid hoonetele

Võrku ühendatud

Mikroinverteritega

Keskse inverteriga

• Madalpinge <100kW

• Keskpinge >100kW

Hübriid

Iseseisevvõrgutoega

Võrgus varutoitena elektrijaam

VÕRKU ÜHENDATUD PÄIKESEELEKTRIJAAM1

0.0

3.2

01

5

30

Päik

eseenerg

ia kasu

tusv

õim

alused

-P

riit Pik

k

PÄIKESEELEKTRIJAAMADE JAOTUS

10

.03

.20

15

Iseseisvad

Rändavad

• Kandekotid

• Sõidukitesse integreeritud

Paiksed

• Valgustid

• Salvestuse ja varutoitega süsteemid hoonetele

Võrku ühendatud

Mikro-inverteritega

Keskse inverteriga

• Madalpinge <100kW

• Keskpinge >100kW

Hübriid

Iseseisevvõrgutoega

Võrgus varutoitena elektrijaam

VÕRKU ÜHENDATUD PÄIKESEELEKTRIJAAM

MIKROINVERERID

10

.03

.20

15

32

Päik

eseenerg

ia kasu

tusv

õim

alused

-P

riit Pik

k

VÕRKU ÜHENDATUD1

0.0

3.2

01

5

33

Päik

eseenerg

ia kasu

tusv

õim

alused

-P

riit Pik

k

VÕRKU ÜHENDATUD1

0.0

3.2

01

5

34

Päik

eseenerg

ia kasu

tusv

õim

alused

-P

riit Pik

k

GRID CONNECTED SOLAR POWER STATION

MIKROINVERTER

GATEWAY TO FOLLOW POWER PRODUCTION

10

.03

.20

15

35

Päik

eseenerg

ia kasu

tusv

õim

alused

-P

riit Pik

k

http://microreplusweb.renesola.com/en-US/Account/Login

PÄIKESEELEKTRIJAAMADE JAOTUS

10

.03

.20

15

Iseseisvad

Rändavad

•Kandekotid

•Sõidukitesse integreeritud

Paiksed

•Valgustid

•Salvestuse ja varutoitega süsteemid hoonetele

Võrku ühendatud

Mikroinverteritega

Keskse inverteriga

• Madalpinge <100kW

• Keskpinge >100kW

• Mikrojaamad< 11kW

Hübriid

Iseseisevvõrgutoega

Võrgus varutoitena elektrijaam

VÕRKU ÜHENDATUD > KESKSE INVERTERIGA1

0.0

3.2

01

5

37

Päik

eseenerg

ia kasu

tusv

õim

alused

-P

riit Pik

k

KLASSIKALINE ASESKEEM

VÕRKU ÜHENDATUD > KESKSE INVERTERIGA1

0.0

3.2

01

5

38

Päik

eseenerg

ia kasu

tusv

õim

alused

-P

riit Pik

k

PAIGALDUSE PLANEERIMINE

Planeerimistarkvara Dimensioneerimine

Kinnitused

Tuulekoormus

Lumekoormus

Maandus

10

.03

.20

15

39

Päik

eseenerg

ia kasu

tusv

õim

alused

-P

riit Pik

k

VARJUTUS

Varjuanalüüsi seade

10

.03

.20

15

40

Päik

eseenerg

ia kasu

tusv

õim

alused

-P

riit Pik

k

DIGITAALNE VARJUANALÜÜS

Eriti oluline mägede ja kaugemate, ebamäärasemateobjektide korral.Elektriliinide varjud on tähtsadEnamvarjutatud päikesepaneelid eraldi liinile.

10

.03

.20

15

41

Päik

eseenerg

ia kasu

tusv

õim

alused

-P

riit Pik

k

TEEME LÄBI ÜHE PÄIKESEPANEELIDE

VÄLJA PLANEERIMISE HARJUTUSE

10

.03

.20

15

42

Päik

eseenerg

ia kasu

tusv

õim

alused

-P

riit Pik

k

PV*SOL PROGRAMM

HARJUTUS

Teeme 5-sed grupid

Valime välja paigaldise asukoha ja tüübi

Valime päikesepaneelide maksimaalse pindala

Valime inverteri suuruse

Sealhulgas päikesepaneeli väljade koguse

Leiame kaabli pikkused

Kui suur on elektrijaama aastane hinnanguline

toodang

Kui suure osa elektritarbest see moodustab?

10

.03

.20

15

43

Päik

eseenerg

ia kasu

tusv

õim

alused

-P

riit Pik

k

PAIGALDUSE PLANEERIMINE

Planeerimistarkvara Dimensioneerimine

Kinnitused

Tuulekoormus

Lumekoormus

Maandus

10

.03

.20

15

44

Päik

eseenerg

ia kasu

tusv

õim

alused

-P

riit Pik

k

LUMEKOORMUS1

0.0

3.2

01

5

45

Päik

eseenerg

ia kasu

tusv

õim

alused

-P

riit Pik

k

TUULEKOORMUS - MAKSIMAALNE1

0.0

3.2

01

5

46

Päik

eseenerg

ia kasu

tusv

õim

alused

-P

riit Pik

k

TUULEKOORMUS – KESKMINE MAKSIMUM1

0.0

3.2

01

5

47

Päik

eseenerg

ia kasu

tusv

õim

alused

-P

riit Pik

k

KINNITUSTE PLANEERIMISE TARKVARA

10

.03

.20

15

48

Päik

eseenerg

ia kasu

tusv

õim

alused

-P

riit Pik

k

ÄIKE JA MAANDAMINE

Äike on läbilöök potensiaalide erinevuse tõttu taeva ja maapinna vahel

• Korralik maanus aitab ära hoida potentsiaalide vahe teket.

Äikesekaitsed on mõeldud pingeimpulsside neeldumiseks

• Need seadmed pole asendus heale maandusele.

• Paigaldatakse pika kaabli mõlemasse otsa

• Eraldi on olemas DC ja AC kaitsed.

Maanduse paigaldus

• Paigalda koos kinnituste ja juhtmestikuga enne paneelide paigaldust.

• Väldi kaabelduses järske pööranguid

• Kasuta roostevabu kaablikinnitusi.

Äikesekaitseseadmed

• Äikeseohtlikel aladel – kõrged kohad, kivised, liivased väheniiske pinnasega alad, maanduskaabel pikem kui 30m

• Äikesevardad – hoiavad ära potentsiaalide vahe teket. Võivad püüda äikeselöögi ja juhtida selle maandusesse. Vardad ilma korraliku maanduseta pole mõtekad.

10

.03

.20

15

49

Päik

eseenerg

ia kasu

tusv

õim

alused

-P

riit Pik

k

ÄIKE JA MAANDAMINE

10

.03

.20

15

50

Päik

eseenerg

ia kasu

tusv

õim

alused

-P

riit Pik

k

ÄIKESELÖÖGI SAANUD PÄIKESEPANEELID

10

.03

.20

15

51

Päik

eseenerg

ia kasu

tusv

õim

alused

-P

riit Pik

k

PAIGALDUS

Katusele

Kivikatus

Plekkkatus

Bituumen ja eterniit

Lamekatus

Maapinnale

Maapealne

Maa sisemine

Seinale

Metallile

Kivile

Integreeritud

10

.03

.20

15

52

Päik

eseenerg

ia kasu

tusv

õim

alused

-P

riit Pik

k

PAIGALDUS - KIVIKATUS

10

.03

.20

15

53

Päik

eseenerg

ia kasu

tusv

õim

alused

-P

riit Pik

k

PAIGALDUS - PLEKKKATUS – POLTIDEGA

10

.03

.20

15

54

Päik

eseenerg

ia kasu

tusv

õim

alused

-P

riit Pik

k

PAIGALDUS - PLEKKKATUS – TRAPETSI

PEALNE

10

.03

.20

15

55

Päik

eseenerg

ia kasu

tusv

õim

alused

-P

riit Pik

k

PAIGALDUS - PLEKKKATUS –

VALTSPLEKK

10

.03

.20

15

56

Päik

eseenerg

ia kasu

tusv

õim

alused

-P

riit Pik

k

Allikas: k2-systems.com

Priit P

ikk

-P

äikeseen

eriga k

asutu

svõim

alused

PAIGALDUS - BITUUMENKATUS – POLTIDEGA

PAIGALDUS - (PLEKK)KIVIKATUS –

KOLMNURKKINNITUSTEGA

10

.03

.20

15

58

Päik

eseenerg

ia kasu

tusv

õim

alused

-P

riit Pik

k

PAIGALDUS - LAMEKATUS

Allikas: bisol.com

10

.03

.20

15

59

Päik

eseenerg

ia kasu

tusv

õim

alused

-P

riit Pik

k

PAIGALDUS - LAMEKATUS

10

.03

.20

15

60

Päik

eseenerg

ia kasu

tusv

õim

alused

-P

riit Pik

k

Allikas: bisol.com

PAIGALDUS – KALDKATUSESSE

INTEGREERITUD

10

.03

.20

15

61

Päik

eseenerg

ia kasu

tusv

õim

alused

-P

riit Pik

k

Allikas: bisol.com

PAIGALDUS – KALDKATUSESSE

INTEGREERITUD - PÜSTINE

10

.03

.20

15

62

Päik

eseenerg

ia kasu

tusv

õim

alused

-P

riit Pik

k

Allikas: bisol.com

PAIGALDUS

Katusele

Kivikatus

Plekkkatus

Bituumen

Eterniit

Maapinnale

Maapealne

Maa sisemine

Seinale

Metallile

Kivile

Integreeritud

10

.03

.20

15

63

Päik

eseenerg

ia kasu

tusv

õim

alused

-P

riit Pik

k

PAIGALDUS - MAAPEALNE

10

.03

.20

15

64

Päik

eseenerg

ia kasu

tusv

õim

alused

-P

riit Pik

k

PAIGALDUS - MAAPEALNE

10

.03

.20

15

65

Päik

eseenerg

ia kasu

tusv

õim

alused

-P

riit Pik

k

Allikas: k2-systems.com

PAIGALDUS - MAAPEALNE

10

.03

.20

15

66

Päik

eseenerg

ia kasu

tusv

õim

alused

-P

riit Pik

k

PAIGALDUS - MAAPEALNE

10

.03

.20

15

67

Päik

eseenerg

ia kasu

tusv

õim

alused

-P

riit Pik

k

Allikas:http://www.saartehaal.ee/2013/04/23/ettevotja-rajas-maakonna-suurima-paikesepargi/

PAIGALDUS - MAAPEALNE–

PÄIKESEJÄRGIMISSÜSTEEM

10

.03

.20

15

68

Päik

eseenerg

ia kasu

tusv

õim

alused

-P

riit Pik

k

Allikas: Andres Erenvert

PAIGALDUS

Katusele

Kivikatus

Plekkkatus

Bituumen

Eterniit

Maapinnale

Maapealne

Maa sisemine

Seinale

Metallile

Kivile

Integreeritud

10

.03

.20

15

69

Päik

eseenerg

ia kasu

tusv

õim

alused

-P

riit Pik

k

PAIGALDUS - SEINALE

10

.03

.20

15

70

Päik

eseenerg

ia kasu

tusv

õim

alused

-P

riit Pik

k

http://www.greensolarcafe.com/wp-content/uploads/2009/10/boston-solar-home-decathlon-0981.JPG

PAIGALDUS - SEINALE

10

.03

.20

15

71

Päik

eseenerg

ia kasu

tusv

õim

alused

-P

riit Pik

k

http://http://www.metaefficient.com/wp-content/uploads/led_wall_solar.jpg

PAIGALDUS - SEINALE

10

.03

.20

15

72

Päik

eseenerg

ia kasu

tusv

õim

alused

-P

riit Pik

k

Allikas: bisol.com

PAIGALDUS – THIN FILM

10

.03

.20

15

73

Päik

eseenerg

ia kasu

tusv

õim

alused

-P

riit Pik

k

Priit P

ikk

-P

äikeseen

eriga k

asutu

svõim

alused

Fotomeenutusi

Priit P

ikk

-P

äikeseen

eriga k

asutu

svõim

alused

Priit P

ikk

-P

äikeseen

eriga k

asutu

svõim

alused

Priit P

ikk

-P

äikeseen

eriga k

asutu

svõim

alused

Priit P

ikk

-P

äikeseen

eriga k

asutu

svõim

alused

Priit P

ikk

-P

äikeseen

eriga k

asutu

svõim

alused

Priit P

ikk

-P

äikeseen

eriga k

asutu

svõim

alused

Tänan tähelepanu eest!

mob: 504 0381

priit.pikk@gmail.com