Primjena obnovljivihPrimjena obnovljivih izvora energije

BAZGIN d.o.o. – Fotonaponski sistemi,

solarni sustavi, vjetroagregati, LED

rasvjeta

IRENA – Istarska Regionalna Energetska

AgencijaAgencija

SEA-R „Sustainable Energy in the

Adriatic Regions: Knowledge to Invest“

Predavač: Šegota Ivo,Bazgin d o oBazgin d.o.o.

BAZGIN d.o.o. – Fotonaponski sistemi,

solarni sustavi, vjetroagregati, LED

rasvjeta

IRENA – Istarska Regionalna Energetska

AgencijaAgencija

SEA-R „Sustainable Energy in the

Adriatic Regions: Knowledge to Invest“

OBNOVLJIVI IZVORI ENERGIJE – Renewable

energy sources (uvod)energy sources (uvod)

FOTONAPONSKE ELEKTRANE - Photovoltaic

power plantspower plants

• Autonomni FN (otočni) sustavi – OFF grid

photovoltaic systems

• Mrežni sustavi - Grid connected photovoltaic

systems

VJETROELEKTRANE, vjetroagregati - Wind

turbines

SOLARNI KOLEKTORI – Solar thermal collectors

Demonstracija edukacijskog modela

f t k i t D t ti f thfotonaponskog sistema - Demonstration of the

educational photovoltaic system

Pitanja i diskusija - Questions and Discussion

Fotonaponske elektrane

Fotonapon Fotonaponske ćelije Fotonapon, Fotonaponske ćelije, 

Fotonaponski moduli

Autonomni FN (otočni) sustavi Autonomni FN (otočni) sustavi 

OFF grid photovoltaic systems

M ž i t i Mrežni sustavi 

Grid connected photovoltaic systems

FOTONAPONSKE ĆELIJE – ENERGIJA SUNCA

FN ćelije su zasnovane na fotoelektričnom efektu.

Izgrađene od dva sloja: pozitivnog i negativnog, a

razlika potencijala između ta dva sloja ovisi o

intenzitetu solarnog zračenja. Solarna energija stiže

na Zemlju u obliku fotona. Prilikom pada na površinu

solarne ćelije ti fotoni predaju svoju energiju modulu

i na taj način izbijaju negativno nabijene elektrone

iz atoma. Izbijeni elektroni kreću se prema drugoj

(negativnoj) strani panela i na taj način dolazi do

lik t ij l tj i l kt ičrazlike potencijala, tj. generira se električna

energija. Fotonaponske ćelije izrađuju se od silicija,

a silicij je jedan od najzastupljenijih elemenata na

TIPOVI FOTONAPONSKIH ĆELIJA

Monokristalne Si ćelije: ovaj tip ćelije može pretvoriti 1000 W/m2 sunčevog zračenja u 140 W električne energije s površinom ćelija od 1 m2. Za proizvodnju monokristalnih Si ćelija potreban je apsolutno čisti poluvodički materijal Njihovmonokristalnih Si ćelija potreban je apsolutno čisti poluvodički materijal. Njihov način izrade omogućuje relativno visoki stupanj iskoristivosti.

Polikristalne Si ćelije: Ovaj tip ćelije može pretvoriti 1000 W/m2 sunčevog zračenja u 130 W električne energije s površinom ćelija od 1 m2. Proizvodnja ovih ćelija je ekonomski efikasnija u odnosu na monokristalne. Tekući silicij se ulijeva u blokove koji se zatim režu u ploče. Tijekom skrućivanja materijala stvaraju se j p j j j jkristalne strukture različitih veličina na čijim granicama se pojavljuju greške, zbog čega solarna ćelija ima manju iskoristivost.

Amorfne Si ćelije o aj tip ćelije može pret oriti 1000 W/m2 s nče og račenjaAmorfne Si ćelije: ovaj tip ćelije može pretvoriti 1000 W/m2 sunčevog zračenja u 50 W električne energije s površinom ćelija od 1 m2. Ukoliko se tanki film silicija stavi na staklo ili neku drugu podlogu to se naziva amorfna ili tankoslojnaćelija. Troškovi proizvodnje manji su u skladu sa niskom cijenom materijala. Međutim iskoristivost amorfnih ćelija je puno niža u usporedbi s drugim tipovima ćelija. Prvenstveno se koristi u opremi gdje je potrebna mala snaga (satovi, džepna računala) ili kao element fasade.

FOTONAPONSKE ĆELIJE – ENERGIJA SUNCA

G lij id (G A ) ć lij G lij id j l dič lj iGalij arsenidne (GaAs) ćelije: Galij arsenid je poluvodič napravljen iz mješavine galija i arsena. Pogodan je za upotrebu u višeslojnim i visoko učinkovitim ćelijama. Ima visoku apsorpciju pa je potrebna debljina od samo nekoliko mikrona da bi apsorbirao sunčeve zrake. Relativno je neosjetljiv na toplinu te na zračenja. Zbog visoke cijene koristi se u svemirskim programima i u sustavima s koncentriranim zračenjem gdje se štedi na ćelijama. Projekti koncentriranog zračenja su još u fazi istraživanja.

Kadmij telurijeve (CdTe) ćelije: ovaj tip ćelije može pretvoriti 1000 W/m2 sunčevog zračenja u 160 W električne energije sa površinom ćelija od 1 m2 u laboratorijskim uvjetima. Kadmij teleurid je spoj elementa: metala kadmija i j j j j p j jpolumetala telurija. Pogodan za upotrebu u tankim PV modulima zbog fizikalnih svojstava i jeftinih tehnologija izrade. Nije u širokoj upotrebi.

FOTONAPONSKI MODULI

• Niski troškovi rada i najekonomičniji izvor energijeNiski troškovi rada i najekonomičniji izvor energije• Minimalna potreba za održavanjem i bez potrebe za nadolijevanjem

bilo kakvog goriva• Jednostavna mehanika, nema motornih dijelova koji su potrebni za rad

tsustava• Primjenjivost praktički bilo gdje na Zemlji• Ne stvaraju buku i ne zagađuju okoliš• Pružaju mogućnost uvođenja električne energije na mjestima gdje bi toPružaju mogućnost uvođenja električne energije na mjestima gdje bi to

inače bilo preskupo ili čak neizvodivo.

FOTONAPONSKI MODULI

N j ž iji di k f t k t f t ki d li k jiNajvažniji dio svakog fotonaponskog sustava su fotonaponski moduli, koji

moraju zadovoljiti odgovarajuća tehnička svojstva. To znači da mora postojati potrebna

tehnička dokumentacija kojom se dokazuju ispitivanja funkcionalnost i godišnjatehnička dokumentacija kojom se dokazuju ispitivanja, funkcionalnost i godišnja

proizvodnja.

Kriteriji za odabir opreme su:Kriteriji za odabir opreme su:

• Poznato podrijetlo opreme

• Tehnička dokumentacija opremej p

• Atesti i tehnička jamstva opreme

• Certifikati

• Tehnička i proizvodna jamstva

za opremu

• Trajanje jamstva

• Popis referenci proizvođača

FOTONAPONSKI SUSTAVI

Što su fotonaponski sustavi?

• Integrirani skup FN modula i ostalih potrebnih komponenata.

• Prima Sunčevu energiju i izravno je pretvara u konačnu električnu energiju kojom se

osigurava rad određenog broja istosmjernih (DC) i/ili izmjeničnih (AC) trošila, samostalno ili g g j j ( ) j ( ) ,

zajedno s pričuvnim izvorom.

• U najjednostavnijem sustavu FN sustav napaja samo istosmjerna trošila, a ako

se u FN sustav doda izmjenjivač tada takav sustav može proizvoditi električnu

energiju za sva izmjenična trošila.

• Ovisno o načinu rada, postoje sljedeće vrste FN sustava: , p j j1. AUTONOMNI (otočni), za čiji rad mreža nije potrebna

2. MREŽNI, spojeni na električnu mrežu:

• pasivni, kod kojih mreža služi (samo) kao pričuvni izvor

• aktivni (interaktivni), kod kojih mreža može pokrivati manjkove, ali i

preuzimati viškove električne energije iz FN modula p g j

3. HIBRIDNI koji su zapravo samostalni povezani s drugim izvorima električne energije.

FOTONAPONSKI SUSTAVI

FOTONAPONSKI FOTONAPONSKE HIBRIDNI FN SISTEMIAUTONOMNI (otočni) SISTEMI

• Bez spajanja na električnu

ELEKTRANE

• S mrežnim sistemom osim za potrebe napajanja

• Autonomni fotonaponski sistemi povezani sa drugim izvorom električne• Bez spajanja na električnu

mrežu, proizvedenu energiju skladišti se na licu mjesta ili neposrednoj

za potrebe napajanja vlastitog domaćinstva, energiju proizvedenu iz solarnih modula možemo

drugim izvorom električne energije kao što su vjetroagregati, agregati…

j p jblizini distribuirati u mrežu.

FOTONAPONSKI SUSTAVI

Di i i j t f t k i tDimenzioniranje autonomnog fotonaponskog sistema:

• Individualan pristup

• Stručno i pažljivo dimenzioniranje sukladno potrošačimaStručno i pažljivo dimenzioniranje sukladno potrošačima

Minimalno potrebni podatci:

• Potrošači i njihova potrošnja

• Vrijeme korištenja tj.korištenja energije iz FN sistema dnevno (1h, 5h, 12h...)

V ij t ij i t ( ij k išt j ij i k l t bič č• Vrijeme autonomije sistema (vrijeme korištenje energije iz akumulatora, obično računamo

1-3 dana autonomije)

• Period korištenja fotonaponskog sistema(ljeto, zima, cijelo-godišnje)j p g ( j , , j g j )

• Pozicija objekta na karti ili mjesto gdje se objekt nalazi

• Orijentacija objekta

FOTONAPONSKI SUSTAVI

Fotonaponski sustavi uvelike se razlikuju od svih konvencionalnih izvora električne

energije, a ponajviše po:

• odabiru individualnog i nipošto rutinskoga tehničkog rješenja

• kritičnom odabiru veličine fotonaponskog sistema i konvencionalnog sustava, o

čemu najviše ovisi ekonomičnost

• vrlo kritičnom odabiru opreme

• vrlo je važno kome podvrgnuti izvođenje radova kako bi autonomni fotonaponski sistem bez

većih problema napajao željene potrošače električne energije, a mrežni FN sistem bio u

mogućnosti opskrbljivati mrežu određenom količinom električne energijemogućnosti opskrbljivati mrežu određenom količinom električne energije.

Ukupna cijena ulaganja je različita za svaki pojedini fotonaponski sustav.

AUTONOMNI (otočni) FOTONAPONSKI SISTEMI

- Ne zahtijevaju spajanje na električnu mrežu. Obično se koriste u udaljenim ili izoliranim- Obično se koriste u udaljenim ili izoliranim

mjestima gdje je električno napajanje nedostupno ili iziskuje prevelike financijske IzdatkeIzdatke.

Neke od mogućnosti primjena:• Izolirani ili nepristupačni objekti (vikendice• Izolirani ili nepristupačni objekti (vikendice,

vikend naselja, seoska imanja, crpilišta) • Razni pokretni objekti, kamp kućice, plovila • Ulična rasvjeta razne signalizacije video nadzoriUlična rasvjeta, razne signalizacije, video nadzori• Telekomunikacijski sustavi • Bazenski sustavi,• sustavi navodnjavanjasustavi navodnjavanja • I još mnogo drugih mogućnosti.

AUTONOMNI (otočni) FOTONAPONSKI SISTEMI

AUTONOMNI (otočni) FOTONAPONSKI SISTEMI

AUTONOMNI (otočni) FOTONAPONSKI SISTEMI

MREŽNI (ON‐grid) FOTONAPONSKI SISTEMI

INTEGRIRANE INDUSTRIJSKE FOTONAPONSKEGFOTONAPONSKE ELEKTRANE

INDUSTRIJSKE FOTONAPONSKE ELEKTRANE

FN ELEKTRANE NA TLU TRACKERI

MREŽNI (ON‐grid) FOTONAPONSKI SISTEMI

OSNOVNI ELEMENTI OD KOJIH SE SASTOJE FOTONAPONSKE ELEKTRANEELEKTRANE

FN MODULI INVERTER FN KABELI KONEKTORIFN MODULI INVERTER

NOSAČI FN MODULA STRING BOX (RAZVODNA KUTIJA)

INTEGRIRANE FN ELEKTRANE

• Mogućnost za vlastitu potrošnju• Mogućnost za vlastitu potrošnju.

• Namijenjeni kućnim i poslovnim instalacijama u razvijenim

i urbanim područjima s mogućnosti spajanja na mrežu.

• Fotonaponski sustav priključen na mrežu preko kućne

instalacije u paralelnom pogonu s distribucijskom mrežom.

• Električna energija proizvedena iz fotonaponskih modula za zadovoljavanje• Električna energija proizvedena iz fotonaponskih modula za zadovoljavanje

aktualnih potreba kućanstva i prodaju eventualnih „viškova” u

električnu mrežu, a noću i u uvjetima manje

insolacije iz mreže se pokriva

„manjak” energije

• Prodaja cjelokupne proizvedene• Prodaja cjelokupne proizvedene

električnu energiju lokalnom

distributeru, isporukom preko

brojila u mrežu

INTEGRIRANE FN ELEKTRANE

Koji su minimalno potrebni podatci za dimenzioniranje integrirane fotonaponske l ktelektrane

• Snaga željene elektrane (kWp)

• Pozicija objekta na karti

• Veličina krovaVeličina krova

• Nagib i vrsta (crijep, beton, lim) krova

O ij t ij• Orijentacija

• Položaj krovnih tijela(dimnjaci, antene..)

• Opseg zasjenjenosti krova

• Udaljenost modula do pretvarača

• Udaljenost objekta do priključnog mjesta

INTEGRIRANE FN ELEKTRANE

POSTUPAK ZA STJECANJE STATUSA POVLAŠTENOG PROIZVOĐAČA ZA POSTROJENJA ZA PROIZVODNJU ELEKTRIČNE ENERGIJE IZ JEDNOSTAVNIH GRAĐEVINA(NN 21/2009, 57/2010 126/2010 i 48/2011)57/2010, 126/2010 i 48/2011)

1) Idejni projekt

2) Podnošenje zahtjeva operatoru distribucijskog sustava za izdavanje prethodne ) j j j g jelektroenergetske suglasnosti.

3) - dostava zahtjeva za izdavanje prethodne elektroenergetske suglasnosti, - podataka i dokumenata propisanih Općim uvjetima za opskrbu električnom energijom ,- idejni projekt- idejni projekt,- dokaz o pravu gradnje postrojenja.

4) Predugovor ili ugovor o priključenju i ugovor o otkupu električne energije.

5) Operator utvrđuje da se radi o integiranoj fotonaponskoj elektrani.

6) Ugovor o otkupu električne energije operator distribucijskog sustava dostavlja nositelju projekta

7) Glavni projekt

8) Operator distribucijskog sustava provjerava uvjet iz stavka 5. uvidom u popis sklopljenih ugovora o otkupu kojeg objavljuje operator tržišta.g j g j j j

9) potpisan ugovor o otkupu električne energije dostavlja se operatoru distribucijskog sustava koji ga prosljeđuje operatoru tržišta na potpis.

10) Ugovor o otkupu električne energije stupa na snagu

INTEGRIRANE FN ELEKTRANE

PRVI KORAK - KONTAKTKontakt s izvođačem radova, odnosno dobavljačem opreme. Uz individualni pristup te koristeći građevnu dokumentaciju i/ili izravnim posjetom objekta procjenjuju se mogućnosti za izgradnjugrađevnu dokumentaciju i/ili izravnim posjetom objekta procjenjuju se mogućnosti za izgradnju fotonaponske elektrane na objektu i pružaju informacije o izvedivosti ovakvog projekta.

DRUGI KORAK - RAZVOJ PROJEKTA I PLANIRANJESva oprema mora zadovoljiti odgovarajuća tehnička svojstva. To znači, da mora postojati sva j g j j jpotrebna tehnička dokumentacija kojom se dokazuju ispitivanja, funkcionalnost i godišnja proizvodnja po točno odredenim uvjetima.

KRITERIJI PRI ODABIRU OPREME ZA FOTONAPONSKU ELEKTRANU:• Poznato podrijetlo opreme• Poznato podrijetlo opreme• Dokazana kvaliteta• Tehnička dokumentacija opreme• Atesti opreme• Tehnička i proizvodna jamstva za opremuj• Popis referenci proizvodača opreme

TREĆI KORAK - OSTVARIVANJE SURADNJENakon stručnog pregleda i proračuna te dogovora o svim aspektima izgradnje fotonaponske elektrane potpisuju se ugovori i započinje s:elektrane, potpisuju se ugovori i započinje s:

• Izradom dokumentacije i projekata• Montažom solarne-fotonaponske elektrane• Puštanjem elektrane u radj• Probni radom Vaše elektrane• Ispitivanjem solarne elektrane

VjetroelektraneVjetroelektrane

Vjetroelektrane

Vjetroagregati

VJETROELEKTRANE – OSNOVNA PODJELA

MALE VJETROELEKTRANE SREDNJE VELIKE (1-3 kWp )

• Bez spajanja na električnu mrežu proizvedena

( 3 – 1500 kWp)

• Povezane na mrežu,samostalne ili u grupi

VJETROELEKTRANE(veće od 1.5 MW)

• Postavljaju se na pučinu imrežu, proizvedena energija skladišti se na licu mjesta ili u neposrednoj blizini

samostalne ili u grupi. • Postavljaju se na pučinu i još su u fazi dorada i testiranja

BazginVJETROELEKTRANE

Pojam vjetroelektrana označava niz blisko smještenih vjetroagregata, najčešće istog tipa, izloženih istom

g

j g g j g pvjetru i priključenih posredstvom zajedničkog rasklopnog uređaja na električnu mrežu.

Glavni dijelovi vjetroelektrane i vjetroagregata sGlavni dijelovi vjetroelektrane i vjetroagregata s vodoravnom (horizontalnom) osi:

1. Temelj, j2. Priključak na elektroenergetski sustav, 3. Stup,4. Ljestve za pristup, 5 Zakretnik5. Zakretnik,6. Kućište stroja ili gondola,7. Električni generator,8. Anemometar,9. Kočioni sustav (elektromagnetska ili mehanička

kočnica), 10. Prijenosnik snage (obično multiplikator), 11 Lopatice rotora11. Lopatice rotora, 12. Sustav zakretanja lopatica (eng. pitch), 13. Glavčina rotora

VJETROAGREGATI

- Osnovni dio svakog vjetrom pogonjenog sustava.- Pretvara kinetičku energiju vjetra prvo u mehaničku, a zatim preko električnih generatora u g j j p p g

električnu energiju. - Sastoji se od vjetroturbine i generatora- Sastoji se od glavčine, vratila i lopatica ( obično 3 lopatice )

VJETROAGREGATI SE DIJELE NA:

IZGRADNJA VJETROPARKA – „Vrataruša”

Početak radova Plato transf. stanice Betonara Armiranje donjeg dijelastupa

Položen stup Armiranje i betoniranje stupa

Temelj stupa Podizanje 1. sekcijestupa

SNAGA: 42 MV - 14 Vestasovih (Danska) V90 agregata, pojedinačne nazivne snage 3

IZGRADNJA VJETROPARKA – „Vrataruša”

2. Sekcija stupa Montaža gondole i glavčine

Montaža lopaticaGondola i lopaticeg

Vjetropark u montažiTransformatorskastanica

Transformatorska stanica i vjetrogenerator

Završen vjetropark

5,8 km2, godišnja proizvodnja oko 125 milijuna kWh električne energije. Toranj vjetroturbine visok je 80 m, duljina lopatica iznosi 45 m. Ukupna visina turbine od tla do vrha lopatice u okomitom položaju 125 m. Po snazi trenutačno najveća vjetroelektrana u ovom dijelu Europe

Solarni kolektori

Solarni kolektori

S l i t ički t i Solarni termički sustavi

SOLARNI KOLEKTORI – Solarni termički sustav

Osnovna podjela solarnih kolektora:Neglazirani znači "bez staklenog pokrova". Najčešće se koriste za zagrijavanje bazenskeNeglazirani znači bez staklenog pokrova . Najčešće se koriste za zagrijavanje bazenske vode, napravljeni su od plastičnih materijala. U ovu kategoriju mogu se uvrstiti i "sam svoj majstor", u crno obojeni spremnici montirani na neku noseću konstrukciju.

Gl i i k l kt i j ši iji blik R l j l ti j d t k t k ijGlazirani kolektori su najrašireniji oblik. Razlog je relativno jednostavna konstrukcija. Unapređenje karakteristika je dobiveno nekom vrstom pokrova absorbera (staklo, umjetni materijali i sl.) da bi se smanjili gubici konvekcijom (odnosno vraćanje absorbirane energije u okolinu).)

Vakuumski u izolaciji absorbera koji je sada ne samo pokriven već i izoliran od okoline vakuumom koji pruža gotovo savršenu izolaciju te je zaštićen od negativnih utjecaja okoline ( l k d ij ) P t ji k lik d t k d t kl dij l k k ij i(vlaga, kondenzacija). Postoji nekoliko podvrsta: kod staklenog dijela vakuumske cijevi razlikujemo jednostruku i dvostruku staklenu cijev, a kod bakrenog dijela direktno prostrujavanje, U-Pipe i Heat-Pipe

SOLARNI KOLEKTORI – Solarni termički sustav

• Solarni kolektori - najvažnija komponenta solarnog termičkog sustava

• Pomoću solarnih termičkih sustava može se iskoristiti sunčeva toplina za pripremu potrošne tople vode u domaćinstvu, te kao p p ,pripomoć sustavu centralnog grijanja.

• Solarni termički sustav sastoji se od solarnog k l kt l t i ikolektora, solarne stanice s pumpom i regulacijom, spremnika tople vode s izmjenjivačem topline, cjevovoda sa izolacijom te solarne tekućine te metalnih jsklopova za montažu.

• Više kolektora, prema potrebi, mogu biti spojeni serijski ili paralelno Oni s diospojeni serijski ili paralelno. Oni su dio zatvorenog kružnog sistema tekuće vode (kolektorski kružni tok). U njemu se nalazi tekućina koja sunčevu toplinu s kolektora j pputem izmjenjivača topline prenosi na bojler. Iz bojlera se direktno uzima topla voda prema potrebi. Ukoliko nema Sunca, vodu dodatno zagrijava konvencionalni sustav za grijanje

BazginVJETROAGREGATISOLARNI KOLEKTORI – Komponente solarnog termičkog sustava gtermičkog sustava

Solarni kolektorSkuplja sunčevu toplinu koju prenosi na prikladni medij koji grije vodu (najčešće je to mješavina vode iSkuplja sunčevu toplinu koju prenosi na prikladni medij koji grije vodu (najčešće je to mješavina vode i glikola). Sunčeva energija prolazi kroz prozirnu površinu koja propušta zračenje samo u jednom smjeru te se pretvara u toplinu.

Spremnik tople vodeSluži za izmjenu topline s ogrjevnim medijem sustava grijanja ili potrošnom toplom vodom te za njihovu pohranu. U rezervoaru tople vode nalaze se slojevi vode različite temperature od dna (hladna voda)

h (t l d ) T l d t ji h ( d kl i t š j )prema vrhu (topla voda). Topla voda struji prema vrhu rezervoara (odakle se uzima za potrošnju). Ukoliko sunčevo zračenje nije dovoljno, voda se dodatno zagrijava sistemom konvencionalnog grijanja vode.

Solarna stanica Solarna stanica s crpkom predstavlja središnji dio cijelog solarnog sustava jer omogućava strujanje solarnog medija, dok automatska regulacija vodi računa o sigurnom pogonu cijelog sustava i usklađivanju njegovog rada sa sustavom grijanja i pripreme PTV-a, odnosno uvjetima u okolici.usklađivanju njegovog rada sa sustavom grijanja i pripreme PTV a, odnosno uvjetima u okolici. Postoje i izvedbe solarnih sustava koje ne koriste crpku (tzv. termosifonski sustavi), već se u njima strujanje zasniva na gravitacijskom djelovanju zbog razlike temperatura, odnosno gustoće solarnog medija.

Solarni medij Solarni medij je tvar koja struji (cirkulira) kroz sustav, odnosno cijevi razvoda solarnog kruga od kolektora do spremnika u kojemu dolazi do izmjene topline s potrošnom toplom vodom ili ogrjevnim

dij t ij j K l i dij jč šć l ži d d j i j lik l ili

ZAHVALJUJEMO SE NA PAŽNJI!

Ivo Šegota , dipl.ing.

BAZGIN d.o.o. – Volme 196 , Banjole – PULA

www bazgin hr