Porovnanie Newtech 3 x 1kWp tenkovrstvové bunkové systémy - PDF na stiahnutie zadarmo

1 Aktívne využívanie solárnej energie, fotovoltaika Federálny úrad pre energiu SFOE Záverečná správa PV P + D, DIS/83893, október 2003 Porovnanie Newtech 3 x 1kWp tenkovrstvové bunkové systémy pripravené: C. Renken, Dr. H. Häberlin Bern University of Applied Sciences Jlcoweg 1, 3400 Burgdorf

bunkové

2 Pilotný a demonštračný projekt fotovoltaické porovnanie Newtech 3x systémy tenkovrstvových článkov 3x 1kWp Záverečná správa: C. Renken a Dr. H. Häberlin Bern University of Applied Sciences University of Technology and Informatics (HTI) Burgdorf Laboratory for Photovoltaics Jlcoweg 1 CH-3400 Burgdorf v mene ADEV Burgdorf, Postfach 422, CH-3401 Burgdorf Výstavbu systému financuje: Federálny úrad pre energiu (BFE) Voda a energetický úrad v Kantone Bern (WEA) Merania financované: Spolkovým úradom pre energiu (SFOE) Spoločnosť Mont Soleil (GMS) Localnet AG, Burgdorf Elektra Baselland Liestal (EBL) Október 2003 Projekt SFOE č.

5 Obsah 1 Úvod 1 2 Popis systému FV systémy Newtech Messtechnik 3 3 Výsledky dlhodobých meraní Newtech Newtech Newtech Porovnanie úrovní využitia jednosmerného prúdu a korekčných faktorov generátora Vplyv snehovej pokrývky a začiatok regenerácie na jar Merania charakteristickej krivky prúdového napätia 11 4 Záverečné poznámky a výhľad 14 5 Poďakovanie 15 6 Publikácie 15 7 Príloha 16 Definícia a význam štandardizovaného príjmu a strát 16

7 3 slnečné generátory sú nasledujúce: Obrázok 2: Systém Newtech 1 články medi a indium diselenidu (články CuInSe 2 alebo CIS) 24 kabeláže modulu Siemens ST 40 (40Wp) = 3 reťazce s 8 modulmi v sérii Menovitý výkon STC P Menovitý STC = 960W Namerané: P STC 1010W U MPP = 132,8V I MPP = 7,23A U oc = 177,6V I sc = 7,7A Teplotný koeficient pri P MPP = -0,33%/K Plocha solárneho generátora = 10,21 m 2 1 výškový rad Obr. 3: Systém Newtech 2 amorfné kremíkové tandemové články (a-si tandemové články) 20 rámových kabeláží modulu Solarex Millennia MST 43-LV (43Wp) = 2 reťazce po 10 modulov v sérii STC- Menovitý výkon P STC-Nom = 860W Namerané: P STC 810W U MPP = 165,0V I MPP = 5,2A U oc = 227,0V I sc = 6,6A Teplotný koeficient pri P MPP = -0,22%/K Plocha solárneho generátora = 16,37 m 2 2 výškové rady Obr. 4: Trojité články z amorfného kremíka Newtech (trojité články a-si) 16 kabeláže modulov Uni-Solar US-64 (64Wp) v ráme = 2 struny z 8 modulov v nominálnej trati série STC P P nominálna hodnota STC = 1024 W Namerané: P STC 1000 W U MPP = 132,0VI MPP = 7,76A U oc = 190,4VI sc = 9,6A Teplotný koeficient pri P MPP = -0,21%/K plocha solárneho generátora = 16, 20m 2 2 rady vyvýšenín 2

9 Zo všetkých 3 subsystémov: Jednosmerný prúd Napájanie solárneho generátora Priame napätie dodávané do siete Aktívne napájacie napätie siete v mieste napájania jednej fázy Z týchto meraní sa vytvárajú a ukladajú priemery 5 minút. V prípade prevádzkových chýb sa 2-sekundové namerané hodnoty uložia do súboru chýb. Dáta sa každý deň automaticky prenášajú cez modemové pripojenie cez GSM, potom sa ukladajú a spracúvajú na analýzu. Pyranometer CM11 3x PT100 kontaktný snímač Snímač PT100 Solárne žiarenie Úroveň generátora Teplota modulu každého solárneho generátora Teplota okolia Datalogger CR10X HTA Burgdorf Prenos dát cez GSM modem Vyhodnotenie dát DC napätie DC prúd AC napájanie Newtech 1 24 Moduly CIS Siemens ST40 = napájanie 3x 230V/50Hz fáza L1 Newtech 2 20 BP Solarex MST43 Tandem-a-Si-Modul Špičková trieda Spark = Fáza L2 Newtech 3 16 Uni Solar US-64 Triple-a-Si-Modul Špičková trieda = Fáza L3 Špičková trieda Obrázok 5: Bloková schéma FV systému Newtech s meracím prístrojom. Obrázok 6: Referenčné meteorologické meranie pomocou HTA Burgdorf. Detekcia ožiarenia na úrovni generátora vyhrievaným pyranometrom. Získanie teploty okolia. Okrem toho sa zaznamenáva teplota modulu 3 solárnych generátorov (na tomto obrázku to nie je viditeľné!). 4

11 Obr. 7: Štandardizovaná ročná štatistika za rok 2002 pre systém Newtech 1 CIS so softvérom Siemens ST40. Špecifický ročný energetický výnos 2002: 1091kWh/kWp, zimná energetická energia 31,8%. Ak na druhej strane ročný energetický výnos v roku 2002 súvisí s výkonom STC 1004 W efektívne nameraným v apríli 2002, konkrétny ročný energetický výnos systému je stále 1043 kwh/kwp. Obrázok 8: Štandardizovaná štatistika 2003 (január september) systému CIS Newtech 1 so softvérom Siemens ST40. Miernu degradáciu bolo možné pozorovať iba vo veľmi horúcich letných mesiacoch. Systém má však stále najvyšší špecifický energetický výnos zo všetkých FV systémov Burgdorf. Na konci septembra 2003 už závod produkoval toľko, koľko bolo za celý rok

15 3.1.5 Vplyv snehovej pokrývky a začiatok regenerácie na jar Problém snehovej pokrývky u Newtechu 1 a 3 a začiatku (čiastočnej) regenerácie možno zreteľne sledovať v normalizovaných mesačných štatistikách z februára 2003: Obrázok 15: Normalizované mesačné štatistiky v systéme Newtech 1 za február 1., 4., 5., 6., 7. a napadol trochu snehu, čo malo za následok dočasnú snehovú pokrývku, čo sa dá poznať podľa vyšších strát L CM v týchto dňoch. Vďaka hladkému sklenenému povrchu a zvislej inštalácii modulov sú straty na výťažku relatívne malé. Obrázok 16: Normalizovaná mesačná štatistika systému Newtech 3 za február 1., 4., 5., 6., 7. dňa napadlo trochu snehu, čo malo za následok dočasnú snehovú pokrývku. V porovnaní s obrázkom 15 sú straty L CM a teda straty na výnosoch v tieto dni (a nasledujúci deň 2.2.) Výrazne vyššie. V dňoch so snehovou pokrývkou má mierne zvlnený povrch modulov negatívny vplyv, pretože zabraňuje zosunutiu snehu. V dobrom období od nasledujúceho obdobia dochádza k postupnej regenerácii tým, že straty L CM pomaly klesajú a PR sa trochu zvyšuje. 10

22 Špeciálne prevádzkové udalosti: Krátkodobé odstavenie systémov z dôvodu práce na technológii merania Meranie charakteristickej krivky IU na solárnych generátoroch Meranie charakteristickej krivky IU na solárnych generátoroch krátkodobé odpojenie od siete Meranie krivky IU na krivke solárnych generátorov krátke odpojenie od siete po väčšinu dňa odpojenie od siete Meranie krivky IU pri charakteristikách IU na solárnych generátoroch Poznámka Štandardizovaná mesačná štatistika tieto tri systémy sú k dispozícii od autora alebo od správy fotovoltaických programov BFE c/o NET Nowak Energie & Technologie AG, Waldweg 8, CH-1717 St. Ursen. 17