Systemy fotowoltaiczne K25.26

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.

Fotowoltaika: pomiar warunków środowiskowych, moduł fotowoltaiczny, charakterystyka nasłonecznienia, falownik sieciowy

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.

Typowy system przetwarzania energii słonecznej na elektryczną dostarczaną do sieci energetycznej

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

Opiekun
Realizatorzy
Przedmioty
TytułWL/PĆ
Podzespoły systemów fotowoltaicznych [ECTS:2] 30
Przetwarzanie energii elektrycznej w fotowoltaice [ECTS:3] 30 15
Wykorzystanie energii słonecznej [ECTS:3] 30 15
(Opis przedmiotu dostępny po kliknięciu na jego nazwę)