Idea bloku

Systemy ogniw słonecznych są ważnym perspektywicznie, odnawialnym źródłem energii elektrycznej o mocach od miliwatów do setek megawatów. Już obecnie są bezkonkurencyjne w zasilaniu urządzeń z dala od sieci energetycznej – np. systemów zbierania danych (monitoring zanieczyszczeń, meteorologia) czy urządzeń telekomunikacyjnych. Obecnie najszybciej rozwijającym się obszarem zastosowań są domowe systemy energetyczne o mocy kilku kilowatów, podłączone do sieci energetycznej lub autonomiczne. Bieżącym problemem są koszty komponentów, prognozowanie wydajności, ocena wytrzymałości i optymalizacja sprawności energetycznej systemów (szczególnie w strefie klimatu umiarkowanego) oraz narzędzia symulacyjne. Przeszkodą w rozwoju energetyki słonecznej jest również ciągle mała znajomość tej tematyki wśród inżynierów.

Wiedza i umiejętności do zdobycia

Pierwsza część bloku poświęcona jest możliwościom wykorzystania energii słonecznej. Studenci zdobywają wiedzę na temat dostępności promieniowania w zależności od lokalizacji, klimatu i czasu, a także metod projektowania systemów fotowoltaicznych w sposób zapewniający maksymalny uzysk energii w konkretnych warunkach miejscowych. Prezentowane są sposoby wykorzystania energii słonecznej w sposób bezpośredni i pośredni oraz techniki jej przetwarzania i akumulacji energii w nowej postaci (cieplnej, elektrycznej i in.)

Elektroników najbardziej interesują systemy z przetwarzaniem energii słonecznej na elektryczną. Druga część zajęć zapoznaje więc z budową, działaniem i kryteriami wyboru różnych rozwiązań kolejnych bloków funkcjonalnych – od odbioru energii z ogniw, poprzez jej magazynowanie, po dostarczenie do odbiornika lub sieci energetycznej. Poruszane są też niezbędne zagadnienia z zakresu sterowania, takie jak śledzenie punktu maksymalnej mocy (MPPT), obsługa akumulatorów, wykorzystanie dedykowanych sterowników scalonych.

Powyższe zagadnienia ilustrowane są laboratoryjnymi badaniami wybranych podzespołów oraz symulacjami systemów z wykorzystaniem specjalistycznego oprogramowania. W ramach projektu każdy zespół konstruuje jeden z bloków systemu fotowoltaicznego. Projekty mogą być realizowane w laboratorium energii słonecznej, wyposażonym w moduły fotowoltaiczne (na dachu), system pomiarowy i połączenie z siecią energetyczną.

Kariera zawodowa

Prognozy mówią, że promieniowanie słoneczne stanie się jednym z dominujących źródeł energii elektrycznej, ze względu na zaawansowanie technologii, ekologiczną neutralność i społeczną akceptację. Stąd widoczny wzrost zainteresowania fotowoltaiką i zapotrzebowania na specjalistów ze strony producentów urządzeń oraz firm zajmujących się projektowaniem, instalacją i konserwacją systemów. Blok umożliwia też zdobycie lub pogłębienie wiedzy wszystkim zainteresowanym elektroniką mocy, na bazie ciekawej, przyszłościowej aplikacji.

Dalszy rozwój / Bloki poprzedzające

Wcześniejsza realizacja bloków Układy elektroniki przemysłowej, Układy sterowania w elektronice przemysłowej i Pakiety CAD CAM EDA pozwoli bardziej skorzystać z niniejszego bloku, jednak nie jest konieczna. Wiedzę o metodach poprawy parametrów przekształtników można zyskać na bloku Doskonalenie impulsowych układów mocy.

Materiały

• Opis bloku do druku
• Slajdy z prezentacji
• Schemat ścieżek kształcenia grupy bloków Układy elektroniki przemysłowej (klikalny)
• Ulotka grupy bloków Układy elektroniki przemysłowej