Casa de Vacanta Alimentata cu Energie Electrica de la Panouri Fotovoltaice

Casă de vacanță alimentată cu energie electrică de la panouri fotovoltaice

Proiect de diplomă

Cuprins

1. Introducere

2. Conversia fotovoltaică

2.1. Radiația solară

2.2. Efectul fotoelectric

2.2.1. Principiul de funcționare al celulelor fotovoltaice

2.2.2. Tipuri uzuale de celule fotovoltaice

2.2.3. Caracteristici energetice ale celulelor fotovoltaice

2.3. Sisteme fotovoltaice

2.3.1. Sisteme fotovoltaice autonome (off grid

2.3.2. Sisteme fotovoltaice conectate la rețea (on grid)

3. Studiu de caz

3.1. Estimare consum zilnic

3.2. Estimare pierderi

3.3. Alegerea componentelor și dimensionarea lor

3.3.1. Alegerea panourilor fotovoltaice

3.3.2. Alegerea regulatorului de ȋncărcare a acumulatorilor

3.3.3. Alegerea acumulatorilor

3.3.4. Alegerea invertorului

3.3.5. Alegerea cablurilor de conectare

3.4. Schema electrică

3.5. Simulare cu ajutorul PVGIS și alegerea unghiului de ȋnclinare

3.6. Simulare cu ajutorul programului HOMER

3.7. Redimensionarea schemei electrice

3.8. Analiză economică

4. Concluzii și perspective de dezvoltare

Bibliografie

Anexe

1. Introducere

Soarele este o vasta sursă de energie. Pămȃntul primește de la acesta, ȋn fiecare an, o cantitate de 20000 de ori mai mare decȃt este necesar ȋntregii populații a globului și ȋn numai trei zile, o cantitate egala cu energia stocată in rezervele de combustibili fosili.

Țara noastră prezintă un potențial energetic solar foarte bun printr-o amplasare si condiții climatice foarte bune. Cele mai bune zone de interes pentru aplicațiile electroenergetice cu energie solară sunt:

Banat, Cȃmpia Romȃnă, Cȃmpia de Vest si o parte din Podișurile Transilvaniei și Moldovei unde avem medii anuale ale energiei solare cuprinse ȋntre 1000 si 1250 kWh/m2.

Dobrogea, litoralul romȃnesc al Mării Negre și Delta Dunării unde avem medii anuale ale energiei solare de peste 1500 kWh/m2 si peste 2000 de ore pe an cu lumină solară.

Fig 1.1 Hartă radiația solară pentru Romȃnia

Ȋn zilele noastre pentru noi cea mai bună opțiune energetică rămȃne energia electrică. Producția de energie electrică din surse de energie neconvenționale sau convenționale are loc cu pierderi foarte mari și de aceea conversia energiei solare direct ȋn energie electrică este de preferat.

Printre generatoarele care pot realiza conversia directa ȋn energie electrica și ȋn care se pun mari speranțe, pe primul loc sunt celulele fotovoltaice, numite și celule solare.

Produsele bune nu trebuie doar să satisfacă nevoile consumatorului final, ci trebuie, de asemenea, să fie avantajoase mediului ȋn care produsul va fi folosit. Electricitatea nu face excepție de la regulă. Electricitatea produsă cu ajutorul soarelui poate contribui la ȋncetinirea modificărilor climatice generale, reducȃnd consecințele efectului de seră și ale gazelor poluante din atmosferă.

Costul energiei produsă cu ajutorul panourilor fotovoltaice este, ȋn general, mai mare decȃt cel al energiei produsă in mod tradițional dar el continuă sa scadă. Deși costul inițial al echipamentului fotovoltaic este mai mare, sunt totuși unele aplicații ȋn care sistemul fotovoltaic este cel mai eficient din punct de vedere financiar iar numarul acestora crește ȋn fiecare an. Ele sunt folosite ȋn cazul unor consumatori izolați si de mică putere cum ar fi: case neracordate la rețeaua națională de electricitate, telecomunicații, semnalizare etc.

Un sistem fotovoltaic bine realizat poate funcționa fară o supraveghere atentă și necesită o ȋntreținere periodică minimă.

Modularitatea reprezintă o caracteristică a sistemelor solare. Dacă din faza de proiect a sistemului se ține cont de o viitoare creștere a necesarului de putere se poate mări numărul modulelor instalate și ȋn acest fel singurul impediment ar fi spațiul disponibil necesar amplasării lor.

Tendința actuală este orientată spre optimizarea din punct de vedere energetic, pentru asigurarea funcționalității ȋn condiții de maximă eficiență și astfel s-au dezvoltat aplicații ȋn care sistemele fotovoltaice sunt dotate cu sisteme inteligente pentru controlul funcționării.

Marea majoritate a modulelor fotovoltaice de astăzi sunt bazate pe tehnologii care au dovedit o degradare minimă după 15 ani de funcționare, ele fiind garantate 25 de ani.

Se știe bine că sistemele fotovoltaice produc energie electrică ziua, dar la fel de bine se știe si că energia electrică livrată ziua costă mai mult. În România, deja se practică tarifare diferențiată zi-noapte deci, sistemul fotovoltaic produce energie electrică gratis sau aproape gratis în timpul zilei, cȃnd energia electrică este mai scumpă, iar pe timpul nopții când sistemul fotovoltaic nu produce sau al orelor de vârf, necesarul de energie electricã este preluat din rețeaua electrică de distribuție locală.

Un mare avantaj pe care-l prezintă sistemele fotovoltaice este acela că se pot integra în cladiri, pot înlocui subansamble, materiale de constructie sau chiar întregi părți componente ale clădiri cum ar fi de exemplu acoperișul.

Odată cu apariția problemelor legate de nesiguranța mediului înconjurător, construirea unor clădiri eficiente din punct de vedere energetic a câștigat o mai mare popularitate. Opinia general adoptată este că un control mai atent al repercusiunilor asupra mediului înconjurator este extrem de necesar și că oamenii trebuie să folosească sisteme mai eficiente din punct de vedere energetic.

Soluțiile privind puterea solară nu permit doar reglarea producerii energiei electrice la nevoile clădiri, ci și oportunitatea de a economisi bani prin vȃnzarea oricărui surplus de energie către rețeaua publică.

Asigurarea unui mediu înconjurător favorabil vieții nu cere gesturi mari. De fapt, chiar posibilitățile de alegere ale fiecãruia dintre noi pot aduce contribuții diferite si pozitive [1].

2. Conversia fotovoltaică

2.1. Radiația solară

Terra primește ȋn fiecare an energie solara de aproximativ 1,5 x 1018 kWh, aproape de 20 000 de ori mai mult decȃt consumul anual de energie ȋn lume [2]. Soarele este considerat un corp negru având o temperatură de T ≈ 6000K care interacționează cu pământul și cu atmosfera sa. Intensitatea maximă a radiației solare la intrarea în atmosferă este de 1353 W/m2 și se numește constantă solară. Mici variații în jurul acestei valori se datorează variației distanței dintre Terra și Soare, aproximativ ± 1,7%, iregularităților suprafeței solare și rotației acestuia.

Soarele emite o radiație electromagnetică cu o putere de aproximativ 3,86 x 1026 J/s, într-o gamă variată de lungimi de undă, de la raze X la unde radio. Cea mai mare parte din această energie este emisă între 0,2 și 8 µm, repartizată în următoarea manieră: 10% ultraviolet, 40% spectru vizibil și 50% infraroșu. Spectrul solar este reprezentat în figura 2.1.

Figura 2.1 – Spectrul radiației solare [3]

Datorită trecerii sale prin atmosferă, radiația solară este supusă fenomenelor de absorbție, difuziune și transmisie, fiind redusă cu aproximativ 30%. La nivelul Pământului, radiația solară se poate clasifica în:

radiația directă – componenta paralelă, provenită de la discul solar și măsurată după direcția normalei la suprafață.

radiația difuză – radiația primită de o suprafață plană provenită din toată emisfera văzută de pe acea suprafață, cu excepția discului solar.

radiație reflectată – este rezultatul reflexiei razelor de către suprafețe reflectante; această componentă depinde de albedoul suprafeței respective.

radiația globală – radiație directă și radiație difuză.

Radiația directă este cea mai importantă pentru funcționarea panourile solare. Atunci cȃnd cerul este senin aceasta are cea mai mare intensitate cȃnd soarele se găsește la punctul său de maxim spre sud, pentru emisfera nordică și spre nord pentru emisfera sudică. Acest lucru se datorează celei mai scurte distanțe pe care undele electromagnetice trebuie să le parcurgă de-a lungul atmosferei terestre. Înclinarea unei suprafețe, orientată spre sud ca în figura 2.2 și poziția ei față de soare este descrisă de unghiul h (înălțimea la care se găsește soarele la ora respectivă) și unghiul azimutal γ . Datorită mișcării de revoluție a Pământului, poziția soarelui este diferită față de suprafața din figura 2.2 și în funcție de sezon.

Figura 2.2 – Unghiuri solare [4]

Totodată intensitatea radiației solare este o funcție de unghiul zenital și starea atmosferei, incluzând conținutul de ozon, de vapori de apă, de aerosoli, de praf și de nori. În figura 2.3 este prezentată variația intensității radiației solare în funcție de unghiul zenital și coeficientul AM pentru presiunea aerului la nivelul mării [5].

Figura 2.3 –Intensitatea radiației solare normale la suprafață

a) atmosferă ipotetică – turbiditate zero, b) atmosferă clară – turbiditate 0,01, c) atmosferă poluată – turbiditate 0,4 [5]

2.2. Efectul fotoelectric

Datorită absorbției radiației electromagnetice, în anumite materiale electronii de pe straturi energetice inferioare pot trece pe straturi energetice superioare, devenind astfel liberi. Fenomenul invers se produce însoțit de eliberare de energie. Lumina, în special ultra-violetele, poate descărca materialele electrizate negativ, având ca efect emiterea de raze asemănătoare razelor catodice. Aceste fenomene au fost descoperite de Hertz și Hallwachs în anul 1887. Alte studii din același domeniu au fost publicate de Lenard în anul 1900 [3]. Efectul fotoelectric este un fenomen fizic propriu semiconductoarelor. Acesta presupune o strânsă legătură între lumină și proprietățile electrice ale materialelor. Efectul fotovoltaic este studiat pentru prima dată de Alexandre Edmond Becquerel, în anul 1839. Primele celule fotovoltaice au fost construite de către Johann Elster și Hans Geitel, fiind utilizate la măsurarea intensității luminoase.

2.2.1. Principiul de funcționare al celulelor fotovoltaice

Celula fotovoltaică este un dispozitiv electronic, realizat cu materiale semiconductoare, în care prin absorbția luminii se generează perechi de electroni și goluri libere, iar aceștia sunt separați spațial datorită unei discontinuități interne care formează o barieră de potențial, electronii fiind antrenați în sens opus golurilor.

Prin separarea purtătorilor de sarcină ia naștere o tensiune la bornele celulei și un curent printr-o rezistență de sarcină, astfel încât celula iluminată funcționează ca un generator de putere electrică [6].

În anul 2001, 99% dintre celulele fotovoltaice au fost realizate din siliciu, element chimic din familia cristalogenilor, cel mai abundent din natură după oxigen (27, 6%). Siliciul se găsește în formă naturală în compuși precum silica ( nisip, quartz, cristobalit etc. ) sau silicații (feldspat, caolin etc.), nefiind un element toxic [7].

Datorită faptului că siliciul are 4 electroni pe ultimul strat, pentru a realiza elemente electronegative (de tip N) sau electropozitive (de tip P), acesta este dopat cu elemente de valență superioară (fosfor), respectiv cu elemente de valență inferioară (bor). Prin acest procedeu se alcătuiesc semiconductoarele de tip N, respectiv semiconductoarele de tip P. Prin punerea în comun, în aceeași rețea cristalină în maniera de a avea conductivitate electrică, a unui material de tip N cu un material de tip P se obține o joncțiune PN. O celulă fotovoltaică este alcătuită dintr-o joncțiune de acest tip, doi electrozi, o grilă conducătoare și un strat antireflexie .

Fig. 2.4 – Structura și principiul de funcționare al unei celule PV cu Si [4]

O celulă PV transformă o parte din energia radiativă primită de la soare în electricitate, pentru lungimile de undă cuprinse în spectrul vizibil și foarte puțin din ultraviolete și infraroșii. Acest fenomen se datorează faptului că electronii din materialul de tip N absorb energia fotonilor proveniți din radiația solară, devenind liberi în rețeaua cristalină. Datorită existenței câmpului electric creat de joncțiunea PN, acești ep P), acesta este dopat cu elemente de valență superioară (fosfor), respectiv cu elemente de valență inferioară (bor). Prin acest procedeu se alcătuiesc semiconductoarele de tip N, respectiv semiconductoarele de tip P. Prin punerea în comun, în aceeași rețea cristalină în maniera de a avea conductivitate electrică, a unui material de tip N cu un material de tip P se obține o joncțiune PN. O celulă fotovoltaică este alcătuită dintr-o joncțiune de acest tip, doi electrozi, o grilă conducătoare și un strat antireflexie .

Fig. 2.4 – Structura și principiul de funcționare al unei celule PV cu Si [4]

O celulă PV transformă o parte din energia radiativă primită de la soare în electricitate, pentru lungimile de undă cuprinse în spectrul vizibil și foarte puțin din ultraviolete și infraroșii. Acest fenomen se datorează faptului că electronii din materialul de tip N absorb energia fotonilor proveniți din radiația solară, devenind liberi în rețeaua cristalină. Datorită existenței câmpului electric creat de joncțiunea PN, acești electroni liberi se deplasează către electrodul pozitiv, dând naștere unei diferențe de potențial.

Pentru ca un electron din banda de valență a materialului să devină liber și să poată participa la conducție, acesta trebuie să absoarbă o anumită energie. Această cantitate are o valoare proprie pentru fiecare material semiconductor. Valorile uzuale pentru celulele PV sunt:

1,12 eV (λ = 111 nm) pentru siliciu cristalin;

1,65 eV (λ = 75 nm) pentru siliciu amorf;

0,66 eV (λ = 188 nm) pentru germaniu.

În consecință fotonii cu lungimi mari de undă, a căror energie cinetică este mică desprind puțini electroni de pe stratul de valență și au o eficiență scăzută în producerea energiei electrice. Pe de altă parte fotonii cu lungimi foarte mici de undă, bogați în energie vor fi absorbiți la suprafața celulei într-o zonă nefavorabilă producerii energiei electrice. Surplusul de energie este transformat în căldură și conduce la încălzirea materialului [8].

2.2.2 Tipuri uzuale de celule fotovoltaice

Siliciul este cel mai utilizat material pentru producerea de celule PV la nivel industrial. În urma proceselor tehnologice industriale se obține siliciul metalurgic cu o puritate de 98%. Acesta este supus apoi unei etape de purificare chimică, obținându-se siliciul de calitate electronică, sub formă lichidă. Ultima etapă este cea de dopare pentru obținerea materialelor de tip P și de tip N. O celulă PV trebuie să funcționeze între 2 și 3 ani pentru a produce energia necesară procesului său de fabricație.

Celule cu siliciu monocristalin

În urma răcirii sale, siliciul cristalizează, dând naștere unui singur cristal. Acesta se decupează în fâșii subțiri pe care sunt aplicate apoi celelalte straturi componente ale unei celule PV. Culoarea lor este în general albastru uniform. Avantajul principal al acestui tip de celule este randamentul lor foarte bun (≈16%) . Dezavantajele constau în costul ridicat de producție și randament scăzut în cazul unei slabe iluminări.

Celule cu siliciu policristalin

În timpul cristalizării se formează mai multe cristale. Decuparea în fâșii conduce la realizarea de celule compuse din mai multe cristale. Acestea sunt de asemenea albastre, dar se pot distinge diversele motive formate în urma cristalizării. Avantajele acestei tehnologii sunt: randament bun al celulelor (≈13%), preț de producție mai scăzut. Dezavantaje: randament scăzut în cazul unei slabe iluminări. Sunt cele mai utilizate celule la nivel industrial, pentru producerea de panouri PV, având cel mai bun raport calitate-preț.

Celule cu siliciu în stare amorfă

În acest caz siliciul nu este cristalizat, ci se depune pe o foaie de sticlă. Culoarea are o tentă gri. Avantajele constau într-un randament bun în cazul unei slabe iluminări și în costul scăzut de producție. Dezavantajele sunt un randament scăzut în cazul intensităților mari ale radiației solare și degradarea materialului într-un timp relativ scurt de funcționare.

Fig. 2.6 Celule de siliciu (monocristalin, policristalin si amorf) [3]

Celule solare tandem

Sunt straturi de celule solare suprapuse, deobicei o combinație de straturi policristaline și amorfe. Straturile sunt din materiale diferite și astfel acordate pe domenii diferite de lungimi de undă a luminii. Prin utilizarea unui spectru mai larg din lumina solară, aceste celule au un randament mai mare decât celulele solare simple. Se utilizează parțial la fabricarea de panouri solare dar sunt relativ scumpe. O ieftinire apreciabilă se va obține prin utilizarea în combinație cu sisteme de lentile, așa numitele sisteme de concentrare [3].

Celule cu film subțire (thin-film)

Sunt module solare în care semiconductorul se depune în strat subțire (de o grosime de un micron) pe un alt substrat subțire de sticlă sau oțel. Ca semiconductoare sunt folosite diferite materiale având capacitatea de a absorbi lumina. Cel mai des este utilizat siliciu amorf sau materiale policristaline, cum ar fi cadmiu-telur (CdTe), CSI și CIGS. Celulele solare cu un film subțire bazate pe CdTe / CSI / CIGS încă nu sunt aduse la producția de masă, însă acest domeniu este promițător, deoarece astfel de baterii au o eficiență ridicată și în același timp sunt ieftine pentru fabricare [3].

Celule din polimeri

Acest tip de celule se fabrică din polimeri organici și reprezintă una dintre cele mai noi tehnologii PV. Celulele sunt în general realizate în film (10 nm) din polifenilen-vinil și fulerene de carbon [3].

2.2.3. Caracteristici energetice ale celulelor fotovoltaice

Celulele fotovoltaice sunt fiabile, nu au piese în mișcare, și costurile cu funcționarea și întreținerea sunt scăzute. Funcționarea celulei fotovoltaice este silențioasă și nu poluează.

Cantitatea de radiații care ajunge pe pământ este, bineînțeles, variabilă. Această cantitate depinde pe de o parte de variațiile regulate determinate de zile și ani cauzate de mișcarea aparentă a Soarelui cât și de variații aleatoare determinate de condițiile climatice (prezența norilor) precum și de compoziția generală a atmosferei.

Din aceste motive, sistemele de conversie fotovoltaică se construiesc pe baza datelor

provenite din măsurători realizate în apropierea zonei instalate.

Fig. 2.5 Principiul de funcționare al unei celule fotovoltaice [6]

Ecuația caracteristicii curent-tensiune a unei celula fotovoltaice este:

unde:

I0 – intensitatea curentului de saturație [A];

UT – tensiunea termica corespunzătoare temperaturii de funcționare a joncțiunii

;

e – sarcina electronului [C];

k = 1,380658 ˖ 10-23 J/K – constanta lui Boltzmann;

T- temperatura absoluta [̊C];

U – tensiunea fotoelectrică ( care se stabilește la bornele celulei, polarizȃnd-o ȋn mod direct) [V].

Caracteristicile celulei fotovoltaice pentru diferite valori ale radiației solare sunt

prezentate în figura 2.6.

Fig. 2.6. Caracteristicile celulei fotovoltaice

a – la variația radiației solare; b – la variația temperaturii

Randamentul unei celule fotovoltaice – se determină ca raportul dintre puterea generată

de celulă la ieșire la o temperatură specificată și puterea radiației solare.

– puterea generata de celula fotovoltaică [W];

S – aria suprafeței celulei sau modulului [m2];

E – radiatia globală incidentă pe suprafața celulei sau modulului [W/m2].

Fig 2.7 Randamentul pentru diferite tipuri de celule fotovoltaice

Tabelul 2.1 – Randamentul celulelor PV și domeniul lor de aplicabilitate [4].

Factorul de formă este definit ca raportul dintre puterea maximă furnizată de o celulă PV în condiții date de funcționare și puterea livrată de o celulă ideală, în aceleași condiții de funcționare:

Pentru celulele cristaline factorul de forma variază ȋntre 0,75 si 0,85 iar pentru cele amorfe intre 0,5 si 0,7.

2.3. Prezentarea generala a unor tipuri de sisteme fotovoltaice

Sistemele fotovoltaice se divizează în două categorii principale: conectate la rețea (on grid) sau care funcționează în paralel cu rețeaua electrică publică și sisteme fotovoltaice autonome (off grid).

2.3.1. Sisteme fotovoltaice autonome (off grid)

Sistem fotovoltaic autonom legat direct la sarcina

Sunt sisteme foarte simple, ȋn care panourile fotovoltaice sunt conectate direct la un motor sau o pompa și se potrivesc la tensiunea și curentul de ieșire al panourilor.

Atunci cȃnd soarele stralucește si panourile produc energie electrică, consumatorii funcționează, deci această aplicație se pretează pentru consumatori de putere mică.

Aceste sisteme se folosesc ȋn special pentru irigații, ventilarea locuințelor pe timpul zilei sau pentru pomparea apei ȋn rezervoare.

Fig 2.8 Structura unui sistem fotovoltaic direct [9]

Sistem fotovoltaic autonom cu acumulatori

Fig. 2.9 Structura unui sistem fotovoltaic autonom [10]

Acest tip de sistem fotovoltaic este folosit acolo unde conectarea la rețeaua națională de energie electrică implică niște costuri de conectare foarte mari, mai mari decȃt implementarea sistemului in sine.

La acest tip de sistem, energia solară reprezintă sursa principala de energie care este stocată ȋn bateria de acumulatori și ȋn acest fel putem beneficia și ȋn timpul nopții de curent electric pentru consumatori.

Ca rezervă, atunci cȃnd consumul de energie depășește energia produsă de panourile fotovoltaice, putem integra ȋn sistem o turbină eoliană, un generator pe benzina sau alte surse de energie.

2.3.2. Sisteme fotovoltaice conectate la retea (on grid)

Sistem fotovoltaic conectat la rețea fără acumulatori

Un avantaj major al acestui tip de sistem fotovoltaic este posibilitatea de a putea vinde energia produsă ȋn plus către compania locală de energie electrica.

Acest tip de sistem fotovoltaic este cel mai ieftin si simplu de implementat pentru un utilizator casnic. Lipsa acumulatorilor din componența lui duce la o scadere a costului pentru acest tip de sistem precum și la un randament mai bun.

Un dezavantaj ȋl reprezintă faptul că la ȋntreruperea curentului furnizat de compania locală de energie electrică duce implicit la oprirea sistemului fotovoltaic. Ȋn acest fel rămȃnem fără energie electrică pentru consumatori.

Fig. 2.10 Structura unui sistem fotovoltaic conectat la rețea fără acumulatori [10].

Sistem fotovoltaic conectat la rețea cu acumulatori (hibrid)

Acest tip de sistem are un randament mai slab decȃt cel prezentat anterior datorită celor două componente care apar ȋn plus: acumulatorii și regulatorul de ȋncărcare.

Prețul de implementare crește destul de mult datorită acumulatorilor speciali folosiți ȋn acest tip de sistem.

Avantajul acestui tip de sistem este că poate alimenta o serie de consumatori ȋn lipsa energiei electrice furnizate de compania locală de electricitate.

Acest tip de sistem se recomandă a fi folosit acolo unde apar ȋntreruperi frecvente ale curentului electric sau unde este nevoie de trecerea imediată pe alimentarea cu energie de la acumulatori (ex. servere, etc.).

Pentru un consumator casnic reprezintă o soluție mai bună sistemul prezentat anterior datorita randamentului mai bun al acestuia, costurilor inițiale mai mici și a costurilor cu mentenanța. Ȋn cazul unor ȋntreruperi ale energiei electrice se poate folosi un generator pe bază de benzină sau unul diesel cu randament și putere mai mari.

Fig. 2.11 Structura unui sistem fotovoltaic conectat la rețea hibrid [10].

Centrale solare

Fig. 2.12 Structura unei centrale fotovoltaice[11].

Aceste sisteme sunt construite special pentru producția de energie electrică și vȃnzarea ei către compania locală de electricitate.

Avantajul unui astfel de sistem ȋl constituie lipsa poluării mediului ȋnconjurător cum ar fi la centralele nucleare sau termocentrale.

O centrală fotovoltaică presupune costuri inițiale foarte mari și implică o atenție sporită ȋn alegerea locației si a componentelor ei.

Un exemplu de centrală fotovoltaică este cea de 30 kWp instalată la Universitatea Politehnică din București, Facultatea de Inginerie Electrică.

Centrala a fost montată pe terasa corpului EA de către colectivul ICPE-Centrul SICE, care are experiența adecvată in tehnologia fotovoltaică.

Folosește două din tehnologiile comerciale cel mai des folosite pe plan mondial: Si monocristalin și Si amorf.

Puterea subsistemelor fotovoltaice este: 27,36 kWp ȋn tehnologie Si monocristalin si 3,24 kWp in tehnologie Si amorf. Puterea nominală a sistemului fotovoltaic este de 30,6 kWp.                                        

Pentru transformarea energiei din c.c. furnizată de panourile fotovoltaice, centrala dispune de 9 invertoare DC/AC, cu sincronizare automată. Invertoarele de tip Sunpower sunt printre cele mai avansate si eficiente comercializate pe piața mondială. Sistemul de invertoare se conecteaza la un logger de tip DL 100, care are rol de monitorizare a sistemului de invertoare, dar asigură și legatura cu un PC.

Proiectul a trebuit să demonstreze ca instalarea unei centrale fotovoltaice nu necesită construcții complicate și intervenții la clădire. Pe parcursul proiectarii s-au examinat mai multe solutii de structuri de susținere, au fost experimentate pe modele de laborator, alegandu-se, ȋn final, soluția cea mai ieftină, cea mai ușoară, care să nu afecteze suprafața pe care se montează și care se adapteaza ușor specificului instalației. Structura metalica, deși este usoară, are centrul de greutate foarte jos si rigiditate mecanică foarte bună. Fiind un proiect demonstrativ, soluția tehnica se poate generaliza usor.

Centrala fotovoltaica a fost conectată la rețea pe data de 26 mai 2006 si generează 1 MWh energie pe săptămȃnă. Pana in iulie 2007 s-au furnizat 36 MWh.

Costul achiziționării și instalării panourilor fotovoltaice de la UPB se ridică la 270.000 EURO (70% din fonduri europene), ceea ce duce la un cost al kW instalat de 8615 EURO. Conform studiilor UPB, tariful minim pentru recuperarea investiției în 20 de ani este de 273 EUR/MWh și 546 EUR/MWh pentru amortizarea investiției în 10 ani.

Proiectul de la Universitatea Politehnică din București demonstrează că tehnologia panourilor solare fotovoltaice este încă prea scumpă de aplicat în România la scarã largă. Aplicațiile de acest tip pot fi ȋnsă eficiente din punct de vedere al costurilor în regiunile fără acces la rețeaua națională de transmisie a energiei electrice [12].

Fig 2.12 Imagine cu panourile fotovoltaice de pe acoperișul Facultății de Inginerie Electrică

3. Studiu de caz

Ȋn acest capitol doresc să studiez implementarea unui sistem fotovoltaic autonom pentru alimentarea cu energie electrică a unei case de vacanță situată ȋn Delta Dunării.

Fig. 3.1 Model 3D casă de vacanță

Pentru a putea dimensiona ȋn mod cȃt mai corect sistemul fotovoltaic pentru această casă avem nevoie de următoarele date: locația si poziția acesteia, dimensiuni și necesarul de energie estimat pentru o anumită perioadă.

Planurile casei sunt disponibile ȋn ANEXA 1 [16].

Locație

Coordonate geografice:

Latitudine 44 ̊ 53' 54.39'' Nord

Longitudine 29 ̊ 05' 42.23'' Est

Casa este amplasată ȋn Delta Dunării, zona Dunăvăț, loc ȋn care radiația solara este maximă pentru țara noastră.

Poziționare

Fig. 3.2 Pozitia casei in raport cu punctele cardinale (vedere de sus)

Din figura 3.2 vedem că o parte a acoperișului este ȋnclinată către nord iar celaltă către sud. Ȋn aceste condiții panourile fotovoltaice vor fi amplasate pe zona acoperișului care este ȋnclinată spe sud.

Una din condițiile majore pentru a avea un randament cȃt mai bun al sistemului fotovoltaic este ȋndeplinită.

Lista de consumatori ȋn funcție de zona de amplasare

Pentru a micșora consumul de energie electrică aleg numai consumatori cu un consum cȃt mai mic de energie, acolo unde se poate.

Dormitor:

Bec economic cu led Philips – 2 buc. Bec 9,5 W (60 W) Soclu E27, Alb cald

2 spoturi led Philips 5 W (30 W) soclu GU5.3, Alb cald

Baie:

1 Bec economic fluorescent Philips 23 W (100 W) Soclu E27, Lumină naturală rece

1 ventilator standard Domovent 125×1 16W

Living + Dining

Televizor LED TV 81 cm 45W

2 spoturi cu led 5 W (30 W) soclu GU5.3, Alb cald

Bec economic cu led Philips – 4 buc. Bec 9,5 W (60 W) Soclu E27, Alb cald

Un STB Opticum X406p HD 25W

Bucătărie

1 Bec economic fluorescent Philips 23 W (100 W) Soclu E27, Lumină naturală rece

Frigider Arctic model FB125 clasa A+ 165 kWh/an

Cuptor microunde Samsung model ME71A 1150W

Terasă

3 becuri economice fluorescent Philips 12 W (53 W) Soclu E27, Alb cald

Hol

2 spoturi cu led Philips 5 W (30 W) soclu GU5.3, Alb cald

Camera tehnică

Bec economic cu led Philips – Bec 9,5 W (60 W) Soclu E27, Alb cald

Caracteristicile tehnice ale consumatorilor prezentați mai sus, sunt detaliate ȋn ANEXA 2.

3.1 Estimare consum zilnic

Lumini

Plumini = 7 • 9,5 W + 6 • 5 W + 2 • 23 W + 3 • 12 W

Plumini = 66,5 + 30 + 46 + 36

Plumini = 178 W

Consideram că acestea funcționeaza ȋn medie 5 ore pe zi: tlumini = 5 h

Elumini = tlumini • Plumini

Elumini = 5 • 178 =

Elumini = 890 Wh

Frigider

Presupunem că ȋn 24h motorul frigiderului funcționează timp de 40% si are un consum foarte mic ȋn restul de 60%.

Pfrigider1 = 8 W pentru tfrigider1 = 0,6 • 24 = 14,4 h

Pfrigider2 = 45 W pentru tfrigider2 = 0,4 • 24 = 9,6 h

Efrigider = Pfrigider1 • tfrigider1 + Pfrigider2 • tfrigider2

Efrigider = 8 • 14,4 + 45 • 9,6

Efrigider = 547,2 Wh

Pentru verificare putem calcula consumul acestuia pe timp de un an.

Efrigideran = Efrigider • 365 = 199 kWh ; rezultă un consum puțin supradimensionat

față de ce declară producatorul.

Aici mai trebuie menționat că ȋn momentul pornirii motorului de la frigider pentru o durată foarte mică de timp acesta absoarbe Pfrigidermax ≈ 800 W

Televizor + STB

Considerăm ca acesta are un regim de funcționare ȋn medie de 5h pe zi (ttv = 5h).

Ptelevizor = 45 W ; Pstb = 25 W ; Ptv = Ptelevizor + Pstb = 70 W

Etv = Ptelevizor • ttv + Pstb • ttv

Etv = 45 • 5 + 25 • 5

Etv = 350 Wh

Cuptor microunde

Considerăm ca timpul acestuia de funcționare este 30 min ȋn 24h ( tmicrounde = 0,5h).

Pmicrounde = 1150 W

Emicrounde = Pmicrounde • tmicrounde

Emicrounde = 1150 • 0,5

Emicrounde = 575 Wh

Alti consumatori

Considerăm un consum adițional generat de alți consumatori (ventilator baie, alarmă, laptop etc.) ȋn valoare de 1000 Wh.

Eadițional = 1000 Wh

Total consum pentru 24h:

Etotal = Elumini + Efrigider + Etv + Emicrounde + Eadițional

Etotal = 890 + 547,2 + 350 + 575 + 1000

Etotal = 3362,2 Wh

Putem să calculăm și suma tuturor puterilor acestor consumatori pentru a dimensiona mai bine invertorul (fig. 2.9).

Ptotal = Plumini + Pfrigidermax + Ptv + Pmicrounde + Paditional

Ptotal = 178 + 800 + 70 + 1150 + 300

Ptotal ≈ 2500 W

Am considerat Paditional = 300 W

Consider ca toți consumatorii au un factor de putere cos φ ≥ 0,833.

Metoda care am aplicat-o mai sus este una empirica si nu se recomandă ȋn cazul unui proiect real. Recomand folosirea unui wattmetru specializat pentru acest tip de masurători și care să poată contoriza consumul, puterea maximă si cea medie a consumatorilor precum și factorul de putere.

Din măsurătorile efectuate pȃnă acum valoarea media de lumina solară pe zi este de 4,3h.

Considerăm: tsoare = 4,3 h

Ȋn acest moment putem face o predimensionare pentru puterea panourilor fotovoltaice:

Conform calculelor făcute pȃnă ȋn acest moment putem instala panouri care să ne furnizeze o putere Ppanoupred ≈ 800 Wp pentru a putea acoperi nevoile consumatorilor. De obicei puterea specificată a panourilor din fișa tehnica este valabilă la o temperatură de 25 ̊C lucru care ȋn realitate este mai greu de atins fără un sistem de răcire (Fig.2.6 b). De aceea, ȋn continuare, trebuie să luăm ȋn calcul diverse pierderi care au loc ȋn sistem.

3.2 Estimare pierderi

Pierderi ȋn panourile fotovoltaice

Pierderile ȋn panourile fotovoltaice sunt de trei tipuri:

Specifice tipului de panou folosit (ȋn functie de calitatea acestuia) și sunt de aproximativ ȋntre 0% și 10%.

Odată cu ȋncălzirea panoului datorită soarelui și a temperaturii mediului ambiant, putem avea pierderi de pana la 25%. Randamentul panourilor crește odată cu scăderea temperaturii mediului ambiant.

Murdăria acumulată pe panourile fotovoltaice afectează randamentul acestora si putem avea pierderi de pȃna la 15%.

Aproximăm pierderile pentru panourilor fotovoltaice la o valoare de 10%.

Pierderi ȋn acumulatori

Acumulatorii utilizați ȋn aceste sisteme fotovoltaice sunt concepuți special pentru un număr mare de cicluri de ȋncărcare – descărcare. Acumulatorii sunt de tip Pb-acid fără ȋntreținere.

Aproximăm pierderile pentru bateria de acumulatori la o valoare de 25%.

Pierderi ȋn cablurile de conectare

Pierderile cauzate de cabluri datorită calității acestora pot fi ȋntre 2% și 10%.

Aproximăm pierderile datorate cablurilor la o valoare de 2%.

Pierderi ȋn regulatorul de ȋncărcare și invertor

Un regulator de ȋncărcare pentru bateria de acumulatori are un randament de aproximativ 97% iar invertorul care asigură conversia din curent continuu ȋn curent alternativ are un randament de aproximativ 95%.

Aproximăm pierderile datorate acestor două componente la o valoare de 8%.

Total pierderi sistem fotovoltaic autonom ≈ 10% + 25% + 2% + 8% = 45%

Aleg un factor de pierderi ale sistemului fotovoltaic: ksistem = 0,45

3.3. Alegerea componentelor și dimensionarea lor

Ȋn acest subcapitol voi alege componentele sistemului fotovoltaic astfel ȋncȃt să pot satisface toate condițiile impuse de consumatori. Identificarea componentelor se poate face cu ajutorul schemei din Fig. 2.9.

Fișele tehnice cu date pentru fiecare componentă aleasa se găsesc ȋn ANEXA 3.

3.3.1. Alegerea panourilor fotovoltaice

Energia necesară care trebuie produsă de panourile fotovoltaice pe parcursul unei zile o aflam ȋn modul următor:

Epanouri = Etotal + ksistem • Etotal

Epanouri = 3362,2 + 0,45 • 3362,2

Epanouri = 4875 Wh

Practic am adăugat pierderile sistemului fotovoltaic la energia necesară alimentării consumatorilor pentru o zi.

Puterea panourilor fotovoltaice o aflăm ȋn modul următor:

Pentru a putea satisface această condiție, aleg șase panouri fotovoltaice cu siliciu monocristalin de la firma Trina Solar model TSM-200DC80.08 cu o putere de 200 Wp per panou. Panourile au un randament aproximativ de 15%. Ele sunt conectate cȃte trei module ȋn serie si cele două șiruri astfel formate sunt conectate ȋn paralel (Fig. 3.3). Aceste panouri nu necesită conectarea la pămȃnt a bornei de plus sau de minus.

Fig. 3.3 Schema de conectare a panourilor solare

Panourile solare sunt conectate la o cutie de joncțiune ȋn care avem patru separatoare manuale cu siguranțe fuzibile de 15A și un ȋntreruptor manual de curent continuu. Aceasta mai este prevăzută cu descărcător pentru supratensiuni atmosferice.

Date tehnice panou solar:

PMAX = 200 Wp – puterea maximă a panoului.

VMP = 37,1 V – tensiunea atunci cȃnd furnizează puterea maximă.

IMPP = 5,39 A – curentul maxim atunci cȃnd panoul este conectat la sarcină

VOC = 45,7 V – tensiunea maximă de mers ȋn gol

ISC = 5,77 A – curentul de scurtcircuit

ηm = 15,6 % – randamentul

Toate valorile de mai sus sunt valabile ȋn condiții STC ( AM = 1,5, Tpanou = 25°C, G = 1000 W/m2 )

Ținȃnd cont de datele de mai sus putem calcula tensiunile și curenții din sistem.

U2 = U11 = U12 = 3 • VMP = 3 • 37,1 = 111,3 V

I11 = I12 = IMPP = 5,39 A

I2 = 2 • IMPP = 2 • 5,39 = 10,78 A

Pentru a putea alege regulatorul de ȋncărcare pentru baterii trebuie să calculăm și tensiunea de mers ȋn gol a panourilor fotovoltaice.

UmaxOC = 3 • VOC = 3 • 45,7 = 137,1 V

3.3.2. Alegerea regulatorului de ȋncărcare a acumulatorilor

Un regulator de ȋncărcare a acumulatorilor este necesar pentru a regla puterea furnizată de panourile solare astfel ȋncȃt să putem ȋncărca ȋn siguranță acumulatorii. Supraȋncărcarea acumulatorilor ar duce la o degradare rapidă a acestora.

Regulator de ȋncărcare tip PWM (pulse width modulation)

Aceste regulatoare realizează o conexiune directă ȋntre panourile fotovoltaice și acumulatori și ȋn acest fel tensiunea furnizată de panouri este "coborȃtă" la valoare tensiunii acumulatorilor datorită curentului mare de ȋncarcare. Ȋn acest fel panourile nu vor mai funcționa ȋn parametri (se presupune că tensiunea furnizată de panourile fotovoltaice este mai mare decȃt cea a bateriei de acumulatori. Ex. VMP ≈ 30 ÷ 40 V pentru o baterie de acumulatori de 24V.

Acest tip de regulator funcționează prin aplicarea unor impulsuri de scurtă durată și frecvență foarte mare. Controlerul verifică ȋn mod constant starea acumulatorilor pentru a decide frecvența si durata impulsurilor aplicate.

Un avantaj al regulatoarele tip PWM este prețul de achiziție, mai mic fața de cele tip MPPT dar sunt limitate la curenți de pȃnă la 60A.

Ȋn cazul creșterii ulterioare a numărului de panouri solare o să fim limitați de acest tip de regulator.

Sunt recomandate pentru sistemele fotovoltaice de putere mică, ȋn special cu curenți mici de ȋncărcare.

Regulator de ȋncărcare tip MPPT (Maximum Power Point Tracking)

Un controler de tip MPPT este un convertor DC – DC care optimizează perfect transferul de energie ȋntre panourile solare și bateria de acumulatori. Acest controler face o analiză a tensiunii de ieșire a panoului solar și ȋl compară cu cel al acumultorului. Ȋn urma acestei analize dispozitivul decide care este puterea optimă care trebuie transferată spre acumulatori ȋn așa fel incȃt să fie transferat curentul maxim, dinspre panoul solar spre bateria de acumulatori.

Pe timp de vreme rece, panourile solare funcționează mai bine la temperaturi scăzute dar fără MPPT se pierde puterea electrica generată suplimentar. Temperaturile scăzute se regăsesc in perioada de iarna cand numărul de ore cu soare este mic si este necesară toată energia pentru a reȃncărca acumulatorii.

Cand bateria este foarte descărcată cu atȃt este mai scăzută tensiunea pe acumulatori cu atȃt mai mult un controler MPPT introduce un curent mai mare.

Cu ajutorul acestui dispozitiv se obține o creștere tipica intre 20% și 45% a cantității de energie transferată ȋn perioada de iarna și intre 10% – 15% in perioada de vară față de un regulator tip PWM. Cȃștigul energetic depinde de condițiile meteo , temperatură, starea de ȋncarcare a acumulatorilor și alți factori.

Cele mai moderne dispozitive MPPT au un randament de conversie apropiat de 92-97%, ceea ce este un beneficiu evident.[13]

Fig. 3.4 Zonele ȋn care acționează un controler PWM si MPPT

Așa cum am precizat mai sus un controler solar MPPT este net superior față de unul tip PWM. Există pe piață mai multe tipuri de controlere MPPT, ȋnsă doar cele digitale controlate prin microprocesor produc performanța de care este nevoie.

Ținȃnd cont de tensiunea și curentul furnizate de sistemul de panouri fotovoltaice am ales regulatorul de ȋncărcare marca Schneider model MPPT60-150. Controlerul de incarcare Schneider XW-MPPT60-150 este prevazut cu un algoritm de determinare a punctului de putere maxima ce asigura obtinerea unei cantitati de energie mai mare cu 15 – 30% decȃt ȋn cazul utilizării ȋncărcătoarelor clasice. Controlerul este prevazut cu ecran LCD si butoane pentru configurarea și monitorizarea parametrilor de funcționare.

Specificatii tehnice:

Puterea maximă panouri fotovoltaice (sistem 48V) 3500 Wp

Tensiunea maximă panouri fotovoltaice 140 V DC

Currentul maxim panouri fotovoltaice 60 A

Tensiune nominală baterie acumulatori (selectabilă) 12, 24, 36, 48, 60 V

Currentul de ȋncarcare maxim 60 A

Temperatura de lucru -20 ~ 45°C

Clasa de protecție IP32

Dimensiuni [mm] 368x146x138

Greutate [kg] 4,8

Datele tehnice complete pentru acesta se găsesc in ANEXA 3.

Fig. 3.5 Schema de conectare a panourilor solare cu regulatorul de ȋncărcare

3.3.3. Alegerea acumulatorilor

Acumulatorii utilizați ȋn aceste sisteme fotovoltaice sunt concepuți special pentru un număr mare de cicluri de ȋncărcare – descărcare. Acumulatorii sunt de tip Pb-acid fără ȋntreținere.

Cunoaștem consumul mediu zilnic: Etotal = 3362,2 Wh

Doresc să dimensionez capacitatea bateriei de acumulatori astfel ȋncȃt energia stocată ȋn aceștia să ne ajungă pentru trei zile.

Enecesar = 3 • Etotal = 3 • 3362,2 = 10086,6 Wh

Din practică se recomandă ca acumulatorii să nu se descarce la o valoare mai mică de 50% din capacitatea lor pentru a nu le reduce durata de viață.

Eminacum = 2 • Enecesar = 2 • 10086,6 = 20173,2 Wh

Deci energia stocată ȋn bateria de acumulatori: Eacumulatori ≥ 20173,2 Wh

Pentru a satisface condiția de mai sus am ales opt acumulatori marca BSB model Solar 12-230 care au tensiunea la borne de 12V si capacitatea de stocare de 230 Ah.

Ele vor fi conectate ȋn două șiruri paralele de cȃte patru baterii conectate ȋn serie și astfel vom avea o baterie de acumulatori de 48V și 460Ah. Am ales să configurez ȋn acest mod bateria de acumulatori pentru că avantajul unei tensiuni mai mari la borne implică curenți de ȋncărcare mai mici, randament mai bun al regulatorului de ȋncarcare ( ≈ 97% ) si nu ȋn ultimul rȃnd cabluri de conectare mai mici ȋn diametru.

Bateriile BSB Solar 12-230 sunt realizate pe baza de plumb-acid, sunt de tip AGM, sunt prevăzute cu supapă regulatoare din seria Solar și pot fi utilizate in diverse medii, putȃnd funcționa inclusiv la temperaturi ridicate sau scăzute. Bateriile din seria BSB Solar asigură stocarea si convertirea optimă a energiei fotovoltaice si a celei eoliene pentru a fi utilizată ulterior, au electrolitul din acid sulfuric diluat ȋn nanogel si reținut prin efectul capilar ȋn separatoare din fibră de sticlă. Separatoarele AGM sunt montate rigid ȋn interiorul bateriei, rezistă foarte bine la șocuri și vibrații, iar electrolitul nu se varsă nici dacă bateriile sunt răsturnate. Pentru că nu conțin elemente care ȋngheață pot fi utilizate și la temperaturi extrem de scăzute. Ȋn funcție de temperatura de lucru si adȃncimea de descărcare au o durata de viață cuprinsă ȋntre 5 și 10 ani.

Bateria de acumulatori va avea: Eacumulatori = 48 • 460 = 22080 Wh

Pentru conectarea acumulatorilor ȋntre ei se vor folosi cabluri de același diametru și aceeași grosime. Ȋn acest fel se evită formarea unei rezistențe interne dezechilibrate pentru bateria de acumulatori astfel formată (Fig. 3.6).

Fig. 3.6 Bateria de acumulatori

Caracteristici generale

Etanșeitate si funcționare care nu necesită ȋntreținere.

Construcție etanșă.

Carcase și capace din ABS (UL94HB, UL94V-0)

Calitate si fiabilitate ridicate

Performanță excepțională de refacere dupa descărcarea in exces.

Caracteristică scăzuta de autodescarcare

Tensiune Nominala: 12 V

Capacitate minimală: 230 Ah

Dimensiuni: 521x269x203 mm

Greutate aproximativă: 67,0 Kg

Opțional, instalare supapă de siguranță antiexplozie

Datele tehnice complete pentru acumulatori se găsesc in ANEXA 3.

3.3.4. Alegerea invertorului

lnvertorul are funcția de a transforma curentul continuu, care este produs de către panourile solare și ȋnmagazinat ȋn bateria de acumulatori, ȋn curent alternativ la tensiunea și frecvența ce va permite aparatelor casnice să funcționeze corespunzator.

Ȋn cazul de față avem cel puțin doi consumatori mai pretențioși din punct de vedere al calității tensiunii de alimentare, cuptor cu microunde și frigider, de aceea am ales ca invertorul sa fie pentru sisteme autonome și să aibe ca ieșire tensiune alternativă 230 V și frecvența de 50 Hz cu undă sinus pur.

Pentru a putea furniza energia necesară consumatorilor cȃt și pentru a funcționa la tensiunea furnizată de bateria de acumulatori am ales invertorul marca Victron Energy model Phoenix 48/3000.

Specificatii Tehnice

Puterea activă ȋn regim de funcționare continuu la 25°C 2500 W

Puterea activă maximă de ieșire in regim de vȃrf 5000 W

Puterea aparentă ȋn regim de funcționare continuu la 25°C 3000 VA

Puterea aparentă maximă de ieșire in regim de vȃrf 6000 VA

Tensiunea de ieșire 230V +/- 2%

Frecvența de iesire 50Hz +/- 0,1%

Gama tensiunii de intrare baterii 38 – 66 V

Alarmă tensiune redusă baterie 46 V

Valoare tensiune protectie supradescarcare baterie 42 V

Tensiune recuplare după supradescărcare baterie 48 V

Eficiență maximă 95 %

Consum propriu fără sarcină 16 W

Invertorul Phoenix 48/3000 este un invertor cu undă sinus pură ce asigură o putere de ieșire de 3000VA ȋn regim continuu și 6000VA in regim de suprasarcină. Aceste caracteristici ȋl recomandă pentru alimentarea motoarelor care au curenți mari de pornire sau a consumatorilor cu regim de lucru intermitent precum frigiderele. Ieșirea de curent alternativ a invertorului este cuplată ȋn tabloul electric general prevăzut cu un contor electronic si o siguranță automată de 25A la ieșirea căreia se cuplează circuitele de alimentare a consumatorilor.

3.3.5. Alegerea cablurilor și dimensionarea lor

Pentru partea de curent alternativ

Consider factorul de putere: cos φ = 0,833

P = U • I • cos φ =>

Circuitul de alimentare al casei va fi ȋmparțit ȋn două ramuri:

un circuit pentru luminile din toată casa

un circuit pentru prizele din toată casa

Am ales această ȋmparțire pentru că nu avem consumatori de putere foarte mare

Curentul maxim pentru circuitul de lumini:

Curentul maxim pentru circuitul de prize:

Cablurile pentru circuitele de prize si lumini au fost alese din catalogul ICME ECAB astfel:

Pe partea de lumini se vor alege cabluri CYY [cupru] cu diametrul de 1.5mm

Pe partea de prize se vor alege cabluri CYY [cupru] cu diametrul de 2.5mm

Pentru partea de curent continuu

Ȋntre panourile solare și cutia de joncțiune

Curentul maxim este Isc = 5,77 A

Tensiune U11 = U12 = 111,3 V

Cablurile exterioare care realizează legatura ȋntre panourile fotovoltaice trebuie să fie cu protecție UV și rezistente la contactul cu apa. Din catalogul DRAKA am ales cablul DRAKAFLEX® SUN BETAX®125 1.8 kV DC LSHF Multifilar cu o secțiune de 4 mm2. Am supradimensionat intenționat diametrul necesar pentru a putea preveni scăderea performanțelor acestuia odată cu temperatura precum și o rezistență mai mică.

Ȋntre cutia de joncțiune și regulatorul de ȋncărcare

Curentul maxim este 2 • Isc = 2 • 5,77 = 11,54 A

Tensiune U11 = U12 = 111,3 V

Din catalogul DRAKA am ales cablul DRAKAFLEX® SUN BETAX®125 1.8 kV DC LSHF Multifilar cu o secțiune de 10 mm2. Acest cablu poate rezista la curenți de pȃnă la 90A la o temperatură de 50°C. L-am supradimensionat special din dorința unei creșteri ulterioare a numărului de panouri fotovoltaice.

Ȋntre regulatorul de ȋncărcare și cutia de protecție pentru acumulatori

Curentul maxim este cel furnizat de regulatorul de ȋncarcare adică 60 A

Din catalogul DRAKA am ales cablul DRAKAFLEX® SUN BETAX®125 1.8 kV DC LSHF Multifilar cu o secțiune de 10 mm2. Acest cablu poate rezista la curenți de pȃnă la 90A la o temperatură de 50°C.

Ȋntre invertor, cutia de protecție pentru acumulatori și acumulatori

Tensiune este de 48V și curentul maxim folosit de invertor este de 125A. Din manualul de instalare al invertorului se recomandă ca secțiunea cablului pentru conectarea invertorului să fie de 25 mm2. Din catalogul DRAKA am ales cablul DRAKAFLEX® SUN BETAX®125 1.8 kV DC LSHF Multifilar cu o secțiune de 25 mm2. Acest cablu poate rezista la curenți de pȃnă la 170A la o temperatură de 50°C.

Ȋntre invertor și tabloul electric general

Producătorul invertorului recomandă ca diametrul firului să fie de 2,5 mm și voi alege cabluri CYY [cupru] cu diametrul de 2.5mm din catalogul ICME ECAB.

Tabloul electric general

Intreruptorul general: Schneider C25, Imax = 25A

Ȋntrerupator diferențial care asigura protectie la electrocutare marca Schneider 2P 25A

Intreruptor prize: Moeller CLS4 – C16, avand tensiunea nominală de funcționare de 230V si curentul nominal de 16A

Intreruptor lumini: Moeller CLS4 – C10, avand tensiunea nominală de 230V și curentul nominal de 10A

Figura 3.7 Schema electrică a tabloului electric general

3.4. Schema electrică

Fig. 3.7 Schema de conectare a elementelor principale

3.5. Simulare cu ajutorul PVGIS și alegerea unghiului de ȋnclinare

Calculul pentru determinarea energiei electrice produsă de panourile fotovoltaice s-a efectuat cu ajutorul aplicației PVGIS [14] pentru o simulare pentru zona ȋn care se află casa de vacanță. Calculul a fost efectuat pentru mai multe unghiuri de ȋnclinare (h) a panourilor fotovoltaice.

Fig 3.8 Unghiul facut de panou cu orizontala (h)

Ed – media zilnică de energie produsa de panourile fotovoltaice [Wh/zi]

Tabel 3.1 Variația energiei produse de panourile fotovoltaice ȋn funcție de unghiul de ȋnclinare

Observatii

Din acest tabel se poate observă creșterea energiei medie produsă zilnic pentru lunile de iarnă și o scadere a celei produse pe timp de vară, odată cu creșterea valorii unghiului h.

Din tabelul 3.1 mai putem observa faptul că unghiul optim este h = 35° pentru locația casei dar din considerente practice pentru montaj se va alege un unghi h = 45° pentru o producție mai mare de energie pe timp de iarnă cȃt și pentru autocurățarea de praf și impurități.

Figura 3.9 Energia zilnică medie produsă de sistemul solar pentru (h=45°)

Ȋn lunile Noiembrie, Decembrie, Ianuarie și Februarie se observă că sistemul nu produce suficientă energie cȃt să acopere nevoile casei de vacanță. Valorile calculate de PVGIS pot să fie eronate deoarece acesta nu ia ȋn considerare regulatorul de ȋncărcare tip MPPT. Pentru a mări producția de energie electrică pe timp de iarnă, panourile fotovoltaice se pot monta pe acoperișul casei cu ajutorul unui sistem de prindere care să ne permită reglarea unghiului de ȋnclinare către sud.

Figura 3.10 Traiectoria soarelui pentru solstițiul de vară și iarnă

3.6. Simulare cu ajutorul programului HOMER

HOMER este un program de modelare pe calculator a unui sistem electric ce implică diverse surse de energie neconvenționale cum ar fi: solară, eolian, micro hidrocentrale, grupuri electrogene, generatoare pe bază de hidrogen. Programul simplifică sarcina de evaluare a opțiunilor de proiectare atȃt pentru sisteme autonome, izolate cȃt și pentru cele conectate la rețea. Funcțiile de optimizare și algoritmii de analiză permit evaluarea economică si tehnică a proiectului. HOMER gasește cea mai putin costisitoare combinație de componente care să satisfacă toate sarcinile [15] .

Ȋn cele ce urmează se va analiza sistemul dimensionat anterior : casă de vacanță alimentată cu energie electrică de la panouri solare.

Am facut mai multe simulări pentru a verifica mai multe situații posibile.

Mediile lunare pentru radiația solară globală au fost introduse ȋn programul de simulare după ce am consultat adresa de web http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/apps4/pvest.php#

CAZ I

Datele pentru care am facut simulările sunt cele cunoscute din proiect și anume:

Putere panouri fotovoltaice 1,2 kWp

Tensiune baterie acumulatori 48 V

Capacitate baterie acumulatori 460 Ah

Putere invertor 2500 W

Consum zilnic energie electrică (Etotal) 3,3 kWh/zi

Unghiul de ȋnclinare (h) 45°

Figura 3.11 Schema simplificată folosită pentru simulare.

Figura 3.12 Starea medie de ȋncărcare a bateriei pentru luna decembrie Etotal = 3,3 kWh/zi

Observații

Din fig. 3.12 putem observa că energia electrică produsă de panourile fotovoltaice nu este suficientă pentru a ȋncărca bateria de acumulatori ȋn luna decembrie astfel ȋncȃt să nu scadă sub pragul de 50%. Practic, pentru luna decembrie nu o să avem suficientă energie să alimentăm consumatorii din casă.

Ȋn ANEXA 4 sunt mai multe rezultate pentru simulare.

CAZ II

Ȋn acest caz am ȋncercat să aflu care este sarcina pe care sistemul nostru fotovoltaic poate să o alimenteze fără ȋntreruperi și starea de ȋncărcare a bateriei de acumulatori să nu scadă sub 50%. Restul datelor au rămas aceleași.

Ȋn urma ȋncercărilor repetate de scădere consumului de energie zilnică am ajuns la o valoarea de 2,2 kWh/zi.

Figura 3.13 Starea medie de ȋncărcare a bateriei pentru luna decembrie Etotal = 2,2 kWh/zi

Putem observa că luna decembrie este una critică, cu cea mai scăzută valoare pentru producția de energie electrică.

CAZ III

Pentru a putea satisface ambele condiții am ales mărirea numărului de panouri solare astfel ȋncȃt să putem asigura necesarul zilnic de energie electrică.

Ȋn urma simulărilor repetate programul a ales o valoare de 3kWp pentru puterea panourilor solare.

Figura 3.14 Starea medie de ȋncărcare a bateriei pentru luna decembrie

Un sistem fotovoltaic de 3 kWp satisface condiția de consum astfel ȋncȃt să nu degradeze acumulatorii.

CAZ IV

Ȋn acest caz am ales să simulez, cu ajutorul programului Homer, un sistem hibrid de producție a energiei electrice și anume să introduc ȋn schemă un generator eolian de mică putere.

Figura 3.15 Schema simplificată folosită pentru simulare

Zona ȋn care este amplasată casa de vacanță beneficiază de un potențial foarte bun din punct de vedere al energiei eoliene.

Puterea nominală turbină eoliană 1000 W

Viteza mede anuală a vȃntului 6,5 m/s la o ȋnalțime de 8m

Figura 3.16 a)Rezultatele simulării pentru configurarea optimă

Figura 3.16 b) Datele sistemului ales și starea de ȋncărcare a bateriei

Din figura 3.16 observăm ca puterea instalată a panourile fotovoltaice a scăzut substanțial pȃnă la 300 Wp iar numarul de acumulatori la 4. Precizez că pentru această simulare nu am avut la dispoziție date despre media lunară a vitezei vȃntului ȋn locația din proiect și de aceea am aproximat o medie anuala de 6,5 m/s la un nivel de 8 m deasupra solului.

Alte grafice reprezentative sunt incluse ȋn ANEXA 4

3.7. Redimensionarea schemei electrice

După simulările facute cu ajutorul PVGIS si al programului Homer am decis refacerea schemei electrice și să modific numărul si puterea panourilor fotovoltaice. Restul sistemului rămȃne neschimbat pentru că componentele au fost alese astfel ȋncȃt să suporte o putere a panourilor fotovoltaice de pȃnă la 3,5 kWp.

Pentru a satisface necesarul de putere de 3 kWp pentru panouri, am ales 12 panouri policristaline marca Hanwha Solar One model SF220301PL250 cu puterea de 250 Wp fiecare.

Ele sunt conectate cȃte patru module ȋn serie si cele trei șiruri astfel formate sunt conectate ȋn paralel.

Date tehnice panou solar:

PMAX = 250 Wp – puterea maximă a panoului.

VMPP = 30,4 V – tensiunea atunci cȃnd furnizează puterea maximă.

IMPP = 8,23 A – curentul maxim atunci cȃnd panoul este conectat la sarcină

VOC = 37 V – tensiunea maximă de mers ȋn gol

ISC = 8.79 A – curentul de scurtcircuit

ηm = 15,5 % – randamentul

Toate valorile de mai sus sunt valabile ȋn condiții STC ( AM = 1,5, Tpanou = 25°C, G = 1000 W/m2 )

Ținȃnd cont de datele de mai sus putem calcula tensiunile și curenții din sistem.

U2 = U11 = U12 = U13 = 4 • VMPP = 4 • 30,4 = 121,6 V

I11 = I12 = I13 = IMPP = 8,23 A

I2 = 3 • IMPP = 3 • 8,23 = 24,69 A

UmaxOC = 4 • VOC = 4 • 37= 148 V

Regulatorul de ȋncărcare ales pentru sistemul anterior poate funcționa la tensiunile și curenții furnizați de panourile fotovoltaice.

Panourile solare sunt conectate la o cutie de joncțiune ȋn care avem șase separatoare manuale cu siguranțe fuzibile de 15A și un ȋntreruptor manual de curent continuu. Aceasta mai este prevăzută cu un descărcător pentru supratensiuni atmosferice.

Am refăcut schema electrică conform noii configurații.

Figura 3.17 Schema electrică pentru sistemul fotovoltaic de 3kWp

3.8. Analiza economică

Ȋn acest capitol o să ȋncerc să estimez costurile legate de cele trei sisteme studiate ȋn capitolul 3.6 (caz I, III si IV).

Prețurile pentru diferitele componente ale configurațiilor studiate ȋn capitolul 3.6 au fost preluate de pe site-ul www.cheso.ro și site-ul www.tehno-shop.ro .

CAZ I

Tabel 3.2 Prețul total pentru sistemul analizat ȋn cazul I

CAZ III

Tabel 3.3 Prețul total pentru sistemul analizat ȋn cazul III

CAZ IV

Tabel 3.4 Prețul total pentru sistemul analizat ȋn cazul IV

Figura 3.18 Reprezentarea grafică a costurilor de implementare pentru cele trei sisteme

Facȃnd o analiză asupra costurilor, pentru cele trei sisteme, observăm că sistemul din cazul I are cel mai mic cost dar acesta nu poate produce suficientă energie pentru consumatorii noștrii pe timp de iarnă. Celelalte două sisteme satisfac toate condițiile impuse dar costurile lor diferă și se poate observa ȋn fig 3.18 că sistemul compus din panouri fotovoltaice si generator eolian are un preț mai scăzut.

Un alt lucru care trebuie luat ȋn calcul sunt costurile de ȋntreținere ale sistemului fotovoltaic. Costurile de ȋntreținere anuale sunt relativ mici, probabil ȋn jur de 100 euro, dar odată la 5 sau 6 ani trebuiesc schimbați acumulatorii. Asta ȋnseamnă pentru sistemul fotovoltaic de 3000 kWp o cheltuială de ȋncă 3200 euro odată la 6 ani. Să presupunem totuși că durata de viață a acumulatorilor este de 8 ani.

Tabel 3.5 Costuri estimate pentru o perioada de 24 de ani

Din tabelul 3.5 putem observa că un sistem care se bazează doar pe panouri fotovoltaice are un cost de achiziție și exploatare mai mare decȃt unul hibrid.

4. Concluzii și perspective de dezvoltare

Foarte important pentru un proiect de acest tip reprezintă acuratețea datelor despre consumul necesar de energie electrică, radiația solară cȃt și caracteristicile tehnice ale componentelor sistemului ȋn anumite condiții. Faptul că putem avea mai multe zile la rȃnd ȋn care radiația solară să nu fie suficientă ne pune ȋn situația de a nu putea să alimentăm cu energie electrică casa pentru o perioada de timp. Recomand ca consumul de energie electrică să fie măsurat cu aparate specializate pentru a ne face o idee completă ȋncă din faza de proiectare. Energia solară și viteza vȃntului ar trebui măsurate cu aparate specializate la locația casei pentru o perioadă de un an de zile. Ȋn acest fel ne putem face o idee cȃte zile din an ne putem baza pe energie solară și cȃte zile pe energie eoliană. Pot să fie mai multe zile la rȃnd ȋn care să nu bată vȃntul iar cerul să fie acoperit de nori, caz ȋn care un generator pe bază de benzină sau motorină este indispensabil.

Ȋn faza de proiectare, ajutorul dat de programele de simulare pe calculator specializate pentru acest tip de aplicații este unul de foarte mare ajutor. S-a putut observa cum puterea panourilor fotovoltaice alese inițial a fost prea mică și a fost necesară mărirea ei după ce am simulat pe calculator comportamentul sistemului pe o perioadă de un an de zile. Ȋn configurația hibridă folosită pentru simulare ȋn cazul IV, lipsa unor date concrete despre viteza vȃntului ȋn locația aleasă, poate să ne ȋndrume greșit ȋn alegerea puterii panourilor fotovoltaice. Ȋn urma simulărilor făcute cu ajutorul programului Homer, un sistem hibrid compus din turbină eoliană și panouri fotovoltaice are un cost mai scăzut și are avantajul de a produce energie electrică din două surse pe timp de zi și noaptea cu ajutorul turbinei eoliene.

Calitatea și caracteristicile tehnice ale echipamentelor pe care le alegem ne dau ulterior posibilitatea de a putea mări capacitatea de producție a energiei electrice prin diverse metode.

Ulterior se pot adăuga diverse aparate de masură și control care să ne arate starea de ȋncărcare a acumulatorilor, puterea produsă și cea consumată pentru o anumită perioada de timp precum și achiziția ȋn timp real a parametrilor importanți pentru a putea monitoriza de la distanța starea sistemului cu ajutorul unei conexiuni la internet.

Ȋn concluzie, datorită costurilor inițiale foarte mari ale acestor tipuri de sisteme de producție a energiei electrice le fac să fie recomandate doar ȋn cazul ȋn care sunt mai mici decȃt cele de conectare la rețeaua electrică națională.

Nu pot decȃt să sper ca pe viitor randamentul panourilor fotovoltaice să crescă astfel ȋncȃt acest tip de sistem să fie o alternativă viabilă la energia electrică achiziționată din rețeaua națională.

Bibliografie

[1] www.solar.valahia.ro

[2] http://ines.solaire.free.fr/solpv/page1.html

[3] www.wikipedia.org

[4] Caluianu Răzvan, Colda Iolanda, "Creșterea productivității energetice a panourilor fotovoltaice" , București, 2011

[5] Sorensen Bent, "Renewable Energy, Its physics, engineering, use, environmental impacts, economy and planning aspects", Third Edition, Elsevier Academic Press, 2004.

[6] Curs sisteme descentralizate de producere a energiei electrice

[7] Caluianu I., "Etude théorique et experimental des phenomènes d'ombrage sur les modules photovoltaïques", Ajaccio, 2008.

[8] Caluianu I., "Producerea energiei electrice cu ajutorul panourilor fotoelectrice" Vol. Instalatii electrice si automatizari, Sinaia, 2009

[9] http://exploregate.com/green-energy

[10] www.alternative-energy-tutorials.com

[11] Alexios P., Hermant M.,Patrick A., "Utility scale solar power plants" ,2012

[12] www.creeaza.com/tehnologie/electronica-electricitate/CENTRALA-FOTOVOLTAICA-DE-kWp591.php

[13] http://www.solar-electric.com/mppt-solar-charge-controllers.html

[14] http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/apps4/pvest.php#

[15] http://homerenergy.com/index.html

[16] http://www.freegreen.com/Free-House-Plans-Selection/10/Free-House-Plans.aspx

Anexa 1

Plan parter casă de vacanță

Plan amplasare consumatori

Anexa 2

Fișe tehnice pentru consumatori

Bec economic 12 W (53 W) Soclu E27, Alb cald pentru exterior

Consum de energie

•Eticheta de eficiență energetică: A

•Putere (în wați): 12 W

•Putere echivalentă: 53 W

•Consum de putere per 1000 h: 12 kW·h

Bec economic tip baton 23 W (100 W) Soclu E27, Lumină naturală rece

Consum de energie

•Eticheta de eficiență energetică: A

•Putere (în wați): 23 W

•Putere echivalentă: 100 W

•Consum de putere per 1000 h: 23 kW·h

Bec LED 9,5 W (60 W) Soclu E27, Alb cald

Consum de energie

•Putere (în wați): 9,5 W

•Putere echivalentă: 60 W

•Eticheta de eficiență energetică: A+

•Consum de putere per 1000 h: 9,5 kW·h

Spot 5 W LED (30 W) soclu GU5.3, Alb cald

Consum de energie

•Putere (în wați): 5 W

•Putere echivalentă: 30 W

•Eticheta de eficiență energetică: A+

•Consum de putere per 1000 h: 5 kW·h

Televizor

Alimentare

•Sursă de alimentare rețea: 220 – 240 V CA 50/60 Hz

•Temperatură ambiantă: între 5 °C și 35 °C

•Clasă de etichetare energetică: A

•Alimentare eticheta energetică UE: 41 W

•Consum anual de energie: 59 kW·h

•Consum în standby: < 0,3 W

Cuptor microunde

STB

Input Voltage AC 100 ~240V, 50/60Hz

Power Consumption StandBy mode <1W, Operation mode 15W, Max load 25W

Protection Separate internal fuse.

Frigider

MARCA ARCTIC

MODEL (cod comercial) FB125 +

Clasa de eficienta energetica (1) A +

Consum de energie (kWh/an) (2) 169

Volum brut total (l) 120

Volum util total (l) 114

Volum util comp. frigider (l) 101

Volum util comp. congelator (l) 13

Anexa 3

Fișele tehnice ale componentelor alese pentru sistemul fotovoltaic.

1)Panouri fotovoltaice

Panou fotovoltaic Trina Solar model TSM-205DC80.08

Panou fotovoltaic Hanwha Solar One model SF220-30-1PL250

Panou Fotovoltaic 150W model IS4000P 150

2) Regulatorul de ȋncărcare

Schneider Xantrex XW Solar XW-MPPT60-150

3) Acumulatori

BSB model Solar 12-230

4) Invertor

Victron Energy Phoenix 48/3000

5) Cabluri de conectare

DRAKAFLEX® SUN BETAX® 125 1.8 kV DC LSHF

Construction

1. Conductor: Copper tinned, fine wire class 5 according to DIN VDE 0295 and IEC 60228

2. Insulation: Special insulation compound BETAX® 125 halogen free, flame retardant

3. Sheath: Special sheath compound BETAX® cross linked, halogen free, flame retardant

Technical specification

Rated voltage: 1000 V DC

Test voltage: 5 kV

Anexa 4

Rezultate simulări cu programul HOMER.

CAZ I

Caz III

Caz IV

Bibliografie

[1] www.solar.valahia.ro

[2] http://ines.solaire.free.fr/solpv/page1.html

[3] www.wikipedia.org

[4] Caluianu Răzvan, Colda Iolanda, "Creșterea productivității energetice a panourilor fotovoltaice" , București, 2011

[5] Sorensen Bent, "Renewable Energy, Its physics, engineering, use, environmental impacts, economy and planning aspects", Third Edition, Elsevier Academic Press, 2004.

[6] Curs sisteme descentralizate de producere a energiei electrice

[7] Caluianu I., "Etude théorique et experimental des phenomènes d'ombrage sur les modules photovoltaïques", Ajaccio, 2008.

[8] Caluianu I., "Producerea energiei electrice cu ajutorul panourilor fotoelectrice" Vol. Instalatii electrice si automatizari, Sinaia, 2009

[9] http://exploregate.com/green-energy

[10] www.alternative-energy-tutorials.com

[11] Alexios P., Hermant M.,Patrick A., "Utility scale solar power plants" ,2012

[12] www.creeaza.com/tehnologie/electronica-electricitate/CENTRALA-FOTOVOLTAICA-DE-kWp591.php

[13] http://www.solar-electric.com/mppt-solar-charge-controllers.html

[14] http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/apps4/pvest.php#

[15] http://homerenergy.com/index.html

[16] http://www.freegreen.com/Free-House-Plans-Selection/10/Free-House-Plans.aspx

Anexa 1

Plan parter casă de vacanță

Plan amplasare consumatori

Anexa 2

Fișe tehnice pentru consumatori

Bec economic 12 W (53 W) Soclu E27, Alb cald pentru exterior

Consum de energie

•Eticheta de eficiență energetică: A

•Putere (în wați): 12 W

•Putere echivalentă: 53 W

•Consum de putere per 1000 h: 12 kW·h

Bec economic tip baton 23 W (100 W) Soclu E27, Lumină naturală rece

Consum de energie

•Eticheta de eficiență energetică: A

•Putere (în wați): 23 W

•Putere echivalentă: 100 W

•Consum de putere per 1000 h: 23 kW·h

Bec LED 9,5 W (60 W) Soclu E27, Alb cald

Consum de energie

•Putere (în wați): 9,5 W

•Putere echivalentă: 60 W

•Eticheta de eficiență energetică: A+

•Consum de putere per 1000 h: 9,5 kW·h

Spot 5 W LED (30 W) soclu GU5.3, Alb cald

Consum de energie

•Putere (în wați): 5 W

•Putere echivalentă: 30 W

•Eticheta de eficiență energetică: A+

•Consum de putere per 1000 h: 5 kW·h

Televizor

Alimentare

•Sursă de alimentare rețea: 220 – 240 V CA 50/60 Hz

•Temperatură ambiantă: între 5 °C și 35 °C

•Clasă de etichetare energetică: A

•Alimentare eticheta energetică UE: 41 W

•Consum anual de energie: 59 kW·h

•Consum în standby: < 0,3 W

Cuptor microunde

STB

Input Voltage AC 100 ~240V, 50/60Hz

Power Consumption StandBy mode <1W, Operation mode 15W, Max load 25W

Protection Separate internal fuse.

Frigider

MARCA ARCTIC

MODEL (cod comercial) FB125 +

Clasa de eficienta energetica (1) A +

Consum de energie (kWh/an) (2) 169

Volum brut total (l) 120

Volum util total (l) 114

Volum util comp. frigider (l) 101

Volum util comp. congelator (l) 13

Anexa 3

Fișele tehnice ale componentelor alese pentru sistemul fotovoltaic.

1)Panouri fotovoltaice

Panou fotovoltaic Trina Solar model TSM-205DC80.08

Panou fotovoltaic Hanwha Solar One model SF220-30-1PL250

Panou Fotovoltaic 150W model IS4000P 150

2) Regulatorul de ȋncărcare

Schneider Xantrex XW Solar XW-MPPT60-150

3) Acumulatori

BSB model Solar 12-230

4) Invertor

Victron Energy Phoenix 48/3000

5) Cabluri de conectare

DRAKAFLEX® SUN BETAX® 125 1.8 kV DC LSHF

Construction

1. Conductor: Copper tinned, fine wire class 5 according to DIN VDE 0295 and IEC 60228

2. Insulation: Special insulation compound BETAX® 125 halogen free, flame retardant

3. Sheath: Special sheath compound BETAX® cross linked, halogen free, flame retardant

Technical specification

Rated voltage: 1000 V DC

Test voltage: 5 kV

Anexa 4

Rezultate simulări cu programul HOMER.

CAZ I

Caz III

Caz IV