Mod Coala Nr. Document Semnat Data Elaborat Darii V. Studiul caracteristicil or de performanță ale modulelor fotovoltaice Litera Coala Coli… [631508]

UTM 529.1.00 2. ME
Mod Coala Nr. Document Semnat Data
Elaborat Darii V. Studiul caracteristicil or de
performanță ale modulelor
fotovoltaice Litera Coala Coli
Conducător Chiciuc A. 1 47
U.T.M.
F.EIE gr. IMC -141 Contr.norm Tarlajanu A.
Aprobat Nucă I. CUPRINS
INTRODUCERE ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. …. 3
1. STUDIUL CARACTERISTICILOR CELULELOR FOTOVOLTAICE ………………………….. ……… 5
1.1. Radiația solară ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………….. 5
1.2. Disponibilitatea radiației solare ………………………….. ………………………….. ……………………….. 8
1.3. Construcția și principiul de funcționare a celulei fotovoltaice. ………………………….. ……….. 10
1.4. Tipuri de celule fotovoltaice ………………………….. ………………………….. ………………………….. 12
1.5. Caracteristicile celulei fotovoltaice ………………………….. ………………………….. ………………… 14
1.6. Parametrii celulelor și modulelor PV ………………………….. ………………………….. ……………… 15
1.7. Influența radiației solare si temperaturii caracteristicilor celulelor și modulelor PV ………. 16
1.8. Module fotovoltaice ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………. 17
2. DESCRIEREA STANDULUI. COMPONENTE ………………………….. ………………………….. ……….. 21
2.1. Descrierea standului ET 250 și componentele ………………………….. ………………………….. ….. 21
2.2. Modul de conectare a mo dulelor ………………………….. ………………………….. ……………………. 24
2.3. Structura modulelor ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………. 25
2.4. ET 250.01 în operațiune conectat la rețea ………………………….. ………………………….. ……….. 26
2.4.1. Proiectarea dispozitivului ET 250.01 ………………………….. ………………………….. ……………. 27
2.4.2. Componente ET 250.01 și funcția acestora ………………………….. ………………………….. …… 28
2.4.3. Punerea în funcțiune a ET 250.01 ………………………….. ………………………….. ………………… 30
2.5. ET 250.02 funcționarea autonomă a modulelor fotovoltaice ………………………….. ………….. 31
2.5.1. Proiectarea dispozitivului ET 250.02 ………………………….. ………………………….. ……………. 32
2.5.2. Componente ET 250.02 și funcția acestora ………………………….. ………………………….. …… 33
2.5.3. Punerea în funcțiune a ET 250.02 ………………………….. ………………………….. ………………… 34
3. RIDICAREA CARACTERISTICILOR EXPERIMENTALE ………………………….. …………………… 36
3.1. Conectarea în serie a modulelor ………………………….. ………………………….. …………………….. 36
3.2. Conectarea în paralel a modulelor ………………………….. ………………………….. ………………….. 38
3.2. Modificarea unghiului de înclinație a modulelor ………………………….. ………………………….. . 41
3.3. Dependența de temperatură ………………………….. ………………………….. ………………………….. . 44
3.4. Umbrirea modulelor ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………. 46
4. CALCULUL TEHNICO -ECONOMIC PRIVIND JUSTIFICAREA IMPLEMENTĂRII UNUI
SISTEM PV CONECTAT LA REȚEA. ………………………….. ………………………….. ………………………… 48
4.1. Dimensionara sistemului fotovoltaic. ………………………….. ………………………….. ……………… 48

2
Mod Coala Nr. Document Semnăt. Data
UTM 529.1.00 2. ME
Coala 4.2. Metodica de evaluare economică a sistemului fotovoltaic ………………………….. ……………… 51
4.3. Concluzii și constatări ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………. 53
5. SECURITATEA ACTIVITĂȚII VITALE ………………………….. ………………………….. ………………… 54
5.1. Introducere ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………………… 54
5.2. Analiza condițiilor de muncă în laboratorul SRE. ………………………….. …………………………. 54
5.3. Masuri privind igiena muncii ………………………….. ………………………….. …………………………. 55
5.4. Măsuri privind tehnica securității ………………………….. ………………………….. …………………… 58
5.4.1 Instructajul pentru tehnica securității ………………………….. ………………………….. ………………… 58
5.4.2 Electrosecuritatea ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………. 59
5.5. Măsuri de securitate la incendiu ………………………….. ………………………….. …………………….. 60
5.6. Calculul iluminatului în laboratorul de SRE ………………………….. ………………………….. ……. 61
CONCLUZII ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. …….. 63
BIBLIOGRAFIE ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. .. 64

3
Mod Coala Nr. Document Semnăt. Data
UTM 529.1.00 2. ME
Coala INTRODUCERE
Una dintre cele mai mari provocări ale secolului al XXI -lea constă în asigurarea accesului fiecărui
cetățean al Planetei la energie nonpoluantă, durabilă, care, conform Comisiei ONU, înseamnă
“o dezvoltare care satisface necesitățile pre zentului, fără a compromite capacitățile viitoarelor
generații să își satisfacă propriile necesități ”. Dat fiind faptul că producerea energiei din surse fosile
provoacă poluarea mediului, creșterea pericolului pentru sănătate, schimbarea climei etc. căuta rea unor
surse noi alternative de energie, inventarea unor sisteme performante de conversie a energiilor
regenerabile reprezintă o preocupare de bază a inventatorilor la acest început de mileniu trei.
Sectorul energetic tradițional se confruntă cu două probleme majore – criza energetică și impactul
asupra mediului. Aceste două aspecte grave reprezintă problemele globale ale Omenirii, soluționarea
cărora cade pe umerii inginerilor. Deoarece lumea este atât de dependent de energie, deoarece
majoritate a populației Terrei folosește combustibili fosili pentru a -și satisfice necesitățile energetice,
fapt ce provoacă un grad înalt de poluare a mediului, apare stricta necessitate de a căuta surse noi de
energie durabile și prietenoase mediului. Vor trebui gă site surse de energie care produc cea mai mică
poluare posibilă. Deoarece toate sursele tradiționale de energie utilizate poluează mediul ambiant,
energiile regenerabile, practic, sunt lipsite de acest efect negativ de poluare a mediului. Sursele
regenerab ile de energie pot fi utilizate atât drept surse centralizate de energie, cât și, în mare parte,
descentralizate, deosebit de avantajoase, în special, pentru consumatorii rurali sau izolați.
Astăzi, cea mai mare parte de energie necesară pentru con sumul zilnic este obținută prin arderea
combustibililor fosili – cărbune, petrol și gaz natu ral. Combustibilii cei mai acceptabili din punct de
vedere economic – petrolul și gazele naturale – se presupune că se vor epuiza în cca. 30 – 50 de ani.
Mai multe milioane de ani, descompunerea plan telor și animalelor a condus la formarea
combustibililor fosili, care însă, practic, sau consumat pe parcu rsul doar a cca 200 de ani. Tot timp de
milio ane de ani, pe Terra s -a format atmosfera și întreg s istemul vegetal, ca timp tot de cca 200 de ani,
dar, în special, în ultimii 100 de ani, să fie serios peric litat mediul și să se ajungă în pragul unei
catastro fe ecologice. A fost recunoscut faptul că energia mo dernă este vinovată de apariția a
numeroase proble me de mediu . Va trebui găsit un compromis într e cererea crescândă de servicii
energetice și necesi tatea acută de a proteja mediul ambiant. În viziun ea personala, soluția problemei
constă în revenirea omenirii la surse de energi e regenerabilă.
În prezent, tot m ai multe țări ale lumii se confruntă cu conse cințele serioase ale încălzirii globale,
precum sunt inundațiile, furtunile, alunecările de teren, căldura exces ivă în perioada de vară, seceta și
altele. Consecințele materiale ale modificărilor cli matice asupr a economiei, vieții oamenilor si
mediului înconjurător sunt foarte serioase. Încălzirea globală ce este într -o continua creștere ar putea
conduce la ridicarea nivelului mărilor.

4
Mod Coala Nr. Document Semnăt. Data
UTM 529.1.00 2. ME
Coala Sectorul ene rgetic al Republicii Moldova se află într -o stare mult mai g ravă. Dependența totală a
Republicii Moldov a de importul de resurse energetice afectea ză grav securitatea energetică. Republica
Moldova posedă câteva tipuri de energii regenerabile tehnic explorabile, exploatarea eficientă a cărora
ar putea rezolva în mare măsură problemele e nergetice cu care se confruntă: energiile solară, eol iană,
hidraulică și a biomasei. Republ ica Moldova, care dorește să se integreze cât mai rapid în structurile
europene, trebuie să se racordez e la strategiile energetice ale țărilor av ansate, cu u rmarea avantajelor
naționale pe termen lung. Energe tica regenerabilă este unul din domeniile, în care int eresele naționale
se pot îmbina cu tendințele intern aționale. Implementarea acestor sisteme de conversi e a energiilor
regenerabile, în special, destinat e consumatorilor individuali de energie vor condu ce la realizarea
angajamentelor asumate de Republi ca Moldova de a valorifica cota SRE în bilanțul energetic al țării
până la 20% în a. 2020. [1].
Din cele etalate mai sus se poate afirma că scopul lucrării de față îl reprezintă analiza producerii
energiei electrice prin metode neconvenționale punînd accent pe utilizarea modulelor fotovoltaice .
Obiectivele principale urmărite în lucrarea dată sunt:
 Analiza construcției modulelor fotovolta ice;
 Cercetarea regimurilor de lucru, pozițio narea și amplasarea modulelor fotovoltaice ;
 Dobîndirea cunoștințelor legate de conversia energiei solare.

5
Mod Coala Nr. Document Semnăt. Data
UTM 529.1.00 2. ME
Coala 1. STUDIUL CARACTERISTICILOR CELU LELOR FOTOVOLTAICE
Analiza unui sistem de conv ersie a energiei solare în energie electric se baz ează pe evaluarea
corect a radiaț iei solare în amplasamentu l dat. Astfel, sunt descrise spectrul solar, aspectele privind
componentele radiației solare și efectele atmosferice care influențează radiația so lară pe suprafața
pămîntului .

1.1. Radiația solar ă

Energia Soarelui es te rezultatul a mai multor reacții de fuziune nucleară , principala fiin d procesul
în care hidrogenul (4 protoni) fuzioneaz ă și se formeaz ă heliu. Masa nucleului de heliu este mai mi c
decât masa a 4 protoni, diferenț a de mas ă se transform ă în ener gie în conformitate cu formula lui
Einstein: E=mc2.
Este important s ă cunoaștem spectrul energetic al radiației solare pentru a înț elege efectele
atmosf erei asupra radiaț iei solare și pentru a face o alegere corect ă a materialelor pentru celule
fotovoltaice.

Figura 1.1. Distribuția spectrală a densității de putere radiantă.

Din pun ct de vedere energetic se cunoaș te faptul c ă radiaț ia solar ă este o emisie de unde
electromagnetice cu lu ngimea de und ă cuprins ă în gama (0,2 -2,5) µm. Energia undelor cu lungimea
mai mare de 2, 5 µm poate fi neglijată .

6
Mod Coala Nr. Document Semnăt. Data
UTM 529.1.00 2. ME
Coala Câteva definiț ii, prezentate în conti nuare, vor fi utile pentru a înț elege corect acest subcapitol.
Iradiaț ie (iluminare), se mă soară în W/m2 și prezint ă densitatea de putere instantanee a radiației
solare. De exemplu, iradiaț ia egal ă de 1000 W/m2 înseamn ă că în fiecare secund ă pe un metru pă trat de
suprafa ță cade un flux de energie egal cu 1000 J.
Iradiere (expunere), se mă soar în M J/m2 sau kWh/m2 și prezint ă densitatea de energie a radiaț iei
solare. Deci iradierea este integrala iradiaț iei pe o perioad ă de timp, or ă , zi sau lună.
În cele mai multe cazuri, în literatur a de specialitate, prima definiț ie este înlocuit ă cu densit atea de
putere a radiaț iei solare, iar a doua – cu radiaț ia solar ă orară , diurnă , lunar ă sau anuală . Parcurgînd
distanț a (Pămînt -Soare) de circa 15 0 milioane km , valoarea total ă a densităț ii de putere extraterestre
(la graniț a dintre atmosfera terestr ă și spaț iul cosmic) scade pân ă la valoarea numit ă constanta solară .
Constanta solară , S, este energia primită de la soare într -o unitate de timp de o suprafa ță perpendicular
pe direcț ia razelor solare, amplasat ă la distanț a medie dintre soare și pământ, în afara atmosferei.
În realitate, din cauza excentricit ății orbitei pământului, radiaț ia extrate restră variază. În baza
măsurărilor efectuate la sfârș itul anilor ’90 ai secolului XX, WRC (World Radiation Center) a acceptat
valoarea me die a cons tantei solare egală cu 1367 W/m2, cu incertitudinea de 1,0 % . Totuși luînd în
considerție obstacolele din atmosferă (particule de praf), densitatea de putere instantanee ating e valori
maximale de circa 1000 W/m2 , care au loc la amiază, în condiții de ce r senin.
Radiația directă, notată cu B, reprezint ă radiaț ia primit ă de la soare fă ră a fi împrăș tiată (fig. 1.2 )
de atmosferă . Umbra unui obiect apare numai atunci când e ste radiație directă.
Radiaț ia difuz ă, notat ă cu D. Raza solar ă trecî nd prin atmosfer ă este împrăș tiată , altfel spus,
difuzat ă în toate direcțiile (fig. 1.2 ). Radiaț ia difuz ă este prezent ă întotdeauna, chiar și într -o zi senină
aceast ă component ă constituie circa 10%. În acest caz razele solare sunt împrăș tiate de moleculele de
oxigen, bioxid de carbon, particule de praf, etc. și cerul capă tă culoarea albastră . Dacă cerul este
acoperit cu nori, atunci radiaț ia direct ă este egal ă cu zero, es te prezent ă numai radiaț ia difuză . [2].

Figura 1.2. Componentele radiației solare pe suprafaț a panoului fotovoltaic, A :
B-directă; D – difuză; R – reflectat ă.

7
Mod Coala Nr. Document Semnăt. Data
UTM 529.1.00 2. ME
Coala Radiaț ia solar ă total ă sau globală . Suma celor dou ă componente reprezint ă radiația global ă G
pe o suprafa ță oarecare . În cele mai multe cazuri se mă soară și se opereaz ă cu noțiunea de radiaț ie
global ă pe o suprafa ță orizontal ă. Din definiție rezultă :
G=B+D (1.1)
Albedo sau radiația reflectată , notat ă cu R. De obicei, se opereaz ă cu radiaț ia reflectat ă de
suprafața pă mântului și care cade pe panoul fot ovoltaic. În cele mai multe cazuri, aceast ă component ă
nu se ia în calcule, cu excepț ia colectoarelor sau panourilor fotovo ltaice bifaciale. Astfel, radiaț ia total ă
incident ă pe suprafaț a unu i corp va fi egal cu suma radiaț iei directe, difuze și reflectate (fig.1.2):
G=B+D+R (1.2)
Datorită înclinării axei Pămîntului față de orbita Pămîntului în jurul Soarelui, lumina solară de
pe suprafața Pămîntului este exploatată de localizarea geografică a respectivului absorber solar.
Cons trîngerile astronomice rezultate sunt prezentate în (fig. 1.3.) folosind exemplul căii soarelui în
timpul diferitelor anotimpuri.

Figura 1.3. Calea soarelui în diferite sezoane.
A – Zenit;
B – Solsti țiu de vară;
C – Toamn ă-Primăvară;
D – Solstițiu de ia rnă.

8
Mod Coala Nr. Document Semnăt. Data
UTM 529.1.00 2. ME
Coala 1.2. Disponibilitatea radiației solare

Date cu privire la radiația solară pe teritoriul Republicii Moldova sunt disponibil sub diferite
forme. Cea mai accesibilă și actuală informație o putem afla utilizînd pagina web : Sistemul de
informații geogra fice fotovoltaice ( PVGIS ). Această pagină prezintă instrumentul gratuit PVGIS
instituit de Comisia Europeană pentru a accesa datele privind radiația solară și date privind
temperature și la instrumentele de evaluare a performanțelor PV pentru orice locație din Europa și
Africa, precum și o mare parte din Asia. Radiațiile solare și datele medii de temperatură zilnică pot fi
preluate ca un tabel pentru utilizarea în orice alt software.

Figura 1.4. Distribuția radiației solare. Plan orizontal. [3]

9
Mod Coala Nr. Document Semnăt. Data
UTM 529.1.00 2. ME
Coala
Figura 1.5. Distribuția radiației solare. Ungiul optim . [3]

Distribuția radiației solare pe teritoriul Republicii Moldova conform PVGIS 5 , indiferent dacă
este plan orizontal sau unghiul optim (fig. 1.4 și fig.1.5 ), poate fi împărțită în trei zone:
 Zona de Nord;
 Zona de Centru;
 Zona de Sud.

10
Mod Coala Nr. Document Semnăt. Data
UTM 529.1.00 2. ME
Coala
Figura 1.6. Iradierea pe teritoriul Republicii Moldova în luna August . [4]
După cum observăm din (fig.1.6) iradierea pe teritoriul Republicii Moldova în luna august va
avea valori maxime între orele 9 -17.

1.3. Construcția și principiul de funcționare a celulei fotovoltaice.
Principiul de funcționare a celulelor fotovoltaice se bazează pe efectul fotovoltaic . Efectul
fotovoltaic este procesul de transformare a energiei solare în energie electrică, mai precis a radiațiilor
solare într -un curent continuu de electroni.
Acest proces implică fenomenul fizic al interacțiunii dintre un foton (radiația solară) cu
electroni externi ai unor materii (semiconductoare) care datorită energiei primite de la foton se
elibere ază de atomul originar lăsî nd un gol; electronii atomilor vecini ocupă astfel g olurile atomilor
adiacenți, cre înd astfel un adevărat flux de electroni (curentul electric) (fig.1 .7).

Figura 1.7. Explicativă privind apariția curentului electric

11
Mod Coala Nr. Document Semnăt. Data
UTM 529.1.00 2. ME
Coala Ca materi al inițial pentru fabricare se utilizează semiconductor, de obicei siliciu cristalin sau
policristalin, pe suprafața căruia prin diverse metode tehnologice se formează straturi cu diversă
conductibilitate pentru a obține joncțiunea p -n.
În figura 1.8 este prezentată schema constructivă simplificată a celulei fotovoltaice, având la
bază material semiconductor de tip p.

Figura 1.8. Structura de principiu și componentele unei celule fotoelectrice.

O celulă fotovoltaică constă din două sau mai multe stratu ri de mate rial semiconductor, cel mai
întîlnit fiind siliciul. Aceste straturi au o grosime cuprinsă între 0,001 și 0,2 mm și sunt dopate cu
anumite elemente chimice pentru a forma joncțiuni „p” și „n”. Această structur ă e similară cu a unei
diode. C înd st ratul de siliciu este expus la lumină se va produce o „agitație” a electronilor din material
și va fi generat un curent electric . Acest curent duce la o cădere de tensiune U pe sarcina externă R,
conectată la contactele din spate și contactul -grilă fronta l. Tensiunea U în raport cu joncțiunea p-n
acționează în sens direct și, la rîndul său, va determina prin joncțiune curentul diodei Id de sens opus
curentului fotovoltaic Is, care se determină din expresia de mai jos :
0exp 1 ,deUIIkT
(1.3)
unde: I0 este intensitatea curentului de satura ție;
231,3806 10 /k J K – constanta lui Boltzmann;
T – temperatura absolută;
191,6022 10eC – sarcina electronului.
Celulele fotovoltai ce, au de obicei o suprafață foarte mică si curentul generat de o singură
celulă este mic dar combinații serie, paralel ale acestor celule pot produce curenți suficient de mari
pentru a putea fi utilizați în practică. Pentru aceasta, celulele sunt încapsul ate în panouri care le oferă
rezistentă mecanică și la intemperii.

12
Mod Coala Nr. Document Semnăt. Data
UTM 529.1.00 2. ME
Coala La începutul comercializării panourilor fotovoltaice, celulele aveau o formă rotundă, păstrând
forma barelor de siliciu din care au fost debitate.

Figura 1.9. Forme constructive ale ce lulelor PV:
a – rotundă; b – cvasipătrată; c – cvasirotundă
Această formă azi este rar utilizată locul ei fiind preluat de formele dreptunghiulare de cele mai
multe ori pătrate având colturile mai mult sau mai puțin teșite. Până la sfârșitul anilor 1 990 celulele PV
aveau cel mai des mărimea de fabricație de 100×100 mm (în jargonul de specialitate numite celule de 4
țoli). După aceea au fost introduse pe scară tot mai largă celulele cu latura de 125 mm, și de prin anul
2002 și celulele cu latura de 150 mm se utilizează tot mai des în modulele standard.

1.4. Tipuri de celule fotovoltaice
În funcție de natura cristalină a materialului semiconductor utilizat la fabricarea acestora (de
regulă siliciul, așa cum s -a arătat anterior), se disting trei tip uri de celule fotovoltaice:
– monocristaline;
– policristaline;
– amorfe.

Figura 1.10. Celule PV din siliciu: monocreistalin, policristalin, amorf .

Monocristalele se obțin sub formă de baghetă , prin turnarea siliciului p ur. Aceste baghete se taie
ulterior în plăci foarte subțiri care se utilizează la fabricația celule lor fotovoltaice. Acest proces
tehnologic asigură cel mai ridicat nivel de eficiență a conver siei fotoelectrice, dar este și cel mai
costisitor.

13
Mod Coala Nr. Document Semnăt. Data
UTM 529.1.00 2. ME
Coala Polic ristalele se obțin în urma unui proces de producție mai puți n ieftin, constând din turnarea
siliciului lichid în blocuri, care ulterio r sunt tăiate în plăci subțiri. În procesul de solidificare, se
formează cristale de diferite dimensiuni și forme, iar la marginea acestor cristale apar și unele defecte
de structură. Ca urmare a acestor defecte, celulele fotovoltaice fabrica te prin această metodă sunt mai
puțin eficiente.
Structura amorfă se obține prin depunerea unui film ex trem de subțire de siliciu pe o suprafață de
sticlă, sau pe un substrat realizat dintr -un alt material. În ac est caz, solidificarea atomilor nu se
realizează într -o structură cristalină ci sub forma unei rețele a tomice cu dispunere neregulată, denumită
structură amorfă. În această r ețea atomică apar și num eroase defecte, care diminuează performanțele
electrice ale materialului. Grosimea stratului amorf d e siliciu, obținut prin această metodă este mai
mică de1 μm. Pentru comparație grosimea unui fir de păr uman este de 50…100 μm. Costur ile de
fabricație ale silic iului amorf sunt foarte reduse, datortă cantității extrem de reduse de material utilizat,
dar eficiența celulelor fotovoltaice care utilizează sil iciu amorf este mult mai redusă decât a celor care
utilizează structuri cristaline de material. Da torită costului redus, celulele fotovoltaice cu siliciu amorf
se utilizează preponderent la fabricarea e chipamentelor cu putere redusă, cum sunt ceasuril e sau,
calculatoare de buzunar.
Pentru a putea efectua o selectare corectă a celulelor dorite este necesar de cunoscut
caracteristicile acestora în funcție de performanță, randament, durată de viață. În tabelul 1 sunt
prezentate caracteristicile pentru cele mai răspândite tipuri de celule comercializate în prezent.
Tabelul 1. Caracteristic ile pentru cele mai răspândite tipuri de celule fotovoltaice
comercializate în present.
Material Randament (AM1,5) Durata de viață
Siliciu amorf 5-10 % < 20 ani
Siliciu policristalin 10-15 % 25-30 ani
Siliciu monocristalin 15-20 % 25-30 ani
Actualmente , randamentul celulelor solare comercializate este de cca 20 %, iar modulele
construite cu acestea ating un randament de cca 17 %. Îmbătrânirea conduce la scăderea randamentului
cu cca 10 % în 25 de ani. Fabricanții dau garanții pe cel puțin 80 % din puter ea maximă în 20 de ani.
În continuare sunt prezentate câteva dintre fenomenele care limitează creșterea eficienței
celulelor fotovoltaice:
Energia fotonilor cu nivel energetic prea sc ăzut, se transfo rmă în căldură și nu în energie electrică;
Apar pierderi optice datorate reflexiei dadiației solare, pe suprafaț a celulelor fotovoltaice;
Apar pierderi datorate rezistenței electrice a materialul ui semiconductor sau cablurilo r electrice de
legătură;
Defectele de structură a materialelor din care este realizată celula fotovoltaică înrăutățesc
performanțele acestora .

14
Mod Coala Nr. Document Semnăt. Data
UTM 529.1.00 2. ME
Coala 1.5. Caracteristicile celulei fotovoltaice

Caracteristicile principale ale celulei PV sunt: caracter istica amper -volt I(U) sau volt – am-per U(I) și
caracteristica de putere P(U). Curentul în circuitul exterior I se determină ca diferență dintre curentul
fotovoltaic Is și curentul diodei Id.
0exp 1 ,s d seUI I I I IkT     
( 1.4)
Ecuației (1.3 ) îi corespunde schema echivalentă simplificată a celulei fotovoltaice , prezentată în
(figura 1.11 , a). Dacă se ține seama de rezistența Ri de scurgeri prin joncțiunea p – n a celulei
fotovoltaice și de rezistența serie a celulei Rs, se poate întocmi o schemă echivalentă completă a celulei
fotovoltaice (figura 1.11, b). Cu tehnologiile moderne se obțin celule cu Ri = ∞ și Rs = 0, astfel înc ît
schema echivalen tă simplificată este satisfăcătoare.

Figura 1.11. Scheme echivalente ale celulei PV: a – simplificată; b – complet ă;
c, d – caracteristicile celulei.
Puterea electrică cedată sarcinii R a unei celule PV este:
0exp 1 .seUP U I U I IkT      
(1.5)

15
Mod Coala Nr. Document Semnăt. Data
UTM 529.1.00 2. ME
Coala Valoarea maximă a acestei puteri se obține într -un punct M al caracteristicii curent – tensiu ne,
ale cărui coordonate rezultă din condiția dP/dU = 0 :
0
0ln 1
1,M
mT
T
M
Ms
s M TUU U UU
I UIII U U   

 
(1.6)
în care UT = kT/e .
Pentru o sarcină pasivă, valoarea optimă a rezistentei de sarcină va fi:
.M
M
MURI
(1.7)

1.6. Parametrii celulelor și modulelor PV
În cartea tehnică a produsului, pro ducătorii de celule și module fotovoltaice indică parametrii
ridicați în condiții standard:
 radiația solară globală pe suprafața celulei, G=1000 W/m2;
 temperatura celulei, T = 25°C;
 masa convențională de aer, AM=1,5.
În mod obligatoriu, în cartea tehnică se prezintă: curentul de scurtcircuit, Isc; tensiunea de mers
în gol, U0; puterea maximă sau critică, PC; tensiunea și curentul în punctul critic, UM și IM . Pe lîngă
acești parametri, pot fi indicați suplimentar: factorul de umplere (Fill Factor), FF; randamen tul celulei
sau modulului PV; Temperatura Normală de Funcționare a Celulei NOCT ; coeficienții de variație a
tensiunii de mers în g ol și a curentului de scurtcircuit cu temperatura .
Curentul de scurtcircuit
Se obține la scurcircuitarea bornelor sarcinii R din figura 1.11 . Pe caracteristica I(U), acesta
este punctul cu coordonatele U = 0, I = I sc. Din expresia (1.4 ), pentru U = 0, obținem Isc = I s. Puterea
furnizată este egală cu zero.
Tensiunea de mers în gol
Corespunde punctului de pe caracteristica I(U) cu coordonatele I = 0, U = U 0. Puterea debi -tată
în acest punct este egală cu zero. Tensiunea de mers în gol poate fi determinată din (1.4 ) pen tru I = 0 :
0
0
00ln ln .ssI I I kT kTUe I e I
(1.8)
Pentru o celul ă din siliciu raportul Is/I0 este de circa 1010, factorul kT/e, numit și tensiune
termică , este egal cu 26 mV. Astfel U0 = 0,6 V.
Puterea critică (maximă)
Este produsul dintre curent și tensiune în punctul M a caracteristicii I(U) și se notează Pc:

.C M MP U I (1.9)

16
Mod Coala Nr. Document Semnăt. Data
UTM 529.1.00 2. ME
Coala Factorul de umplere (Fill Factor)
Se determină ca raport între suprafețele dreptunghiurilor 0UMMIM și 0U0KIsc (conform fi gurii 1.11 , c)
sau

0MM
scUIFFUI (1.10)
de unde:

.c M scP FF U I   (1.11)
Factorul de umplere este măsura calității celulei PV. Cu cât este mai mică rezistența internă R a
celulei PV, cu atât FF este ma i mare. De obicei FF > 0,7.
Randamentul celulei sau modulului PV
Se determină ca raportul dintre puterea generată de celula sau modulul PV în punctul optim de
funcționare M la o temperatură specificată și puterea radiației solare

,cP
AG (1.12)
în care Pc este puterea debitată în W ; A este suprafața celulei sau modulului în m; G – radiaț ia globa lă
incidentă pe suprafața celulei sau modul ului în W/m2.
Temperatura normală de funcționare a celulei
Corespunde temperaturii celulei PV la func ționare în gol la temperatura mediului de 20°C,
radiația globală de 800 W/m2 și viteza vântului mai mică de 1 m/s. Pentru celule uzuale, parametrul
NOCT se situează între 42 și 46°C. Dacă este cunoscut parametrul NOCT, se poate determina tem –
peratura celulei Tc în alte condiții de funcționare caracterizate de temperatura mediului TA și radiația
globală G:

20.0,8CANOCTT T G   (1.13)

1.7. Influența radiației solare si temperaturii caracteristicilor celulelor și modulelor PV
Caracteristicile celulei PV pentru diferite valori ale radiației solare sunt prezentate în figura 1.12 a).
După cum se observă, curentul de scurtcircuit este direct proporțional cu radiația solară, iar tensiunea
de mers în gol variază puțin, deoarece, conform relației ( 1.8), tensiunea U0 depinde loga ritmic de
radiația solară ( Is este proporțional cu radiația ) și adesea în calcule practice această variație se
neglijează. Curentul de scurtcircuit, pentru diferite valori ale radiației solare G, poate fi determi -nat cu
o aproximație satisfăcătoare, prin formula:

,sc scst
stGIIG (1.14)
unde Iscst este curentul de scurtcircuit al celulei corespunzător radiației standard Gs=1000 W/m2.

17
Mod Coala Nr. Document Semnăt. Data
UTM 529.1.00 2. ME
Coala
Figura 1.12. Caracteristicile celulei PV la variația radiației s olare (a) și a temperaturii (b).

Temperatura celulei PV influențează semnificativ asupra tensiunii de mers în gol și cu mult mai
puțin asupra curentului de scurtcircuit (conform figurii 1.12 b). O dată cu creș terea temperatu rii,
tensiunea de mers î n gol scade. Pentru celule din siliciu, coeficientul de variație a tensiunii cu
temperature KT este egal cu 2,3 mV/°C. Astfel, parametrul U0 pentru temperaturi diferite de cea
standard se va calcula cu relația:
 0 025 0,0023 25 ,     1.15 U U t  

unde U025 este tensiunea de mers în gol a celulei PV la temperatura standarad; iar t – temperatura
curentă a celulei, în °C. În calculele de proiectare, variația curentului de scurtcircuit și a factorului de
umplere FF în funcție de temperatură sunt ne glijate.

1.8. Module fotovoltaice
Celulele fotovoltaice de construcție modernă produc energie electrică de putere care nu depășește
1,5 – 2 W la tensiuni de 0,5 – 0,6 V. Pentru a obține tensiuni și puteri necesare consumatorului, celulele
PV se conecteaz ă în serie și/sau în paralel. Cea mai mică instalație fotoelectrică formată din celule PV
interconectate în serie și/sau în paralel, încapsulate pentru a obține o rezistență mecanică mai mare și a
proteja celulele de acțiunea mediului se numește modul foto voltaic. Un număr de module PV
asamblate mecanic ca o unitate mai mare și conectate electric poartă denumirea de panou sau câmp de
module . La proiectarea modulelor fotovoltaice se ia în considerație fo losirea frecventă a modulelor
fotovoltaice pentru încă rcarea acumulatoarelor electrice, a căror tensiune este de 12 – 12,5 V. Astfel, în
condiții de radiație standard, tensiunea UM trebuie să fie 16 – 18 V, iar tensiunea de mers în gol de 20 –
22,5 V. O singură celulă generează în gol circa 0,6 V și trebuie să conectăm în serie 33 – 36 de celule
pentru a obține tensiunea necesară. Puterea modulului va oscila între 50 și 100 W. Cons trucția
modulului fotovoltaic (fig. 1.13 , a) este de obicei dreptunghiulară. Suportul se confecționează din
aluminiu și separat de structura laminată a celulelor cu căptușeală, care nu permite pătrunderea

18
Mod Coala Nr. Document Semnăt. Data
UTM 529.1.00 2. ME
Coala umezelii. Celulele PV sunt protejate de acțiunea condițiilor nefavorabile, care pot interveni pe
parcursul exploatării: ploaie, grindină, zăpadă, praf etc., de un sistem care constă dintr -un strat de sticlă
și cel puțin două straturi (din față și din spate) din etilen vinil acetat EVA sau polivinil butirol PVB
(fig. 1.13, b).

Figura 1.13. Construcția modulului PV (a) și încapsularea celulei PV (b): 1 – support;
2 – găuri pentru asa mblare în panouri ; 3 – cutie de borne.

Figura 1.14. Secțiune printr -un modul fotovoltaic.
Geamul protector . Este din sticla simplă având grosimea de 2 mm; el are rolul de a
proteja celulele PV de contactul direct cu agenții atmosferici și de a conferi rigiditate modulului.
Rama de aluminiu . Este confecționată din laminate de aluminiu având diferite profile; rolul
ei este de a asigura rigiditatea modulului și de a permite fixarea modulelor atât între ele cât și pe
structura suport.
Materialul de etanșare . Acest material este de regulă un cauciuc sau mastic siliconic; el
trebuie sa asigure etanșeitatea modulului împiedicând apa sa pătrundă la celule și, în același
timp să rămână elastic pe toata durata de viața.
Placa protecție spate modul . Protecția părți i inferioare este necesară pentru toate
modulele PV care lucrează numai pe o singură față.

19
Mod Coala Nr. Document Semnăt. Data
UTM 529.1.00 2. ME
Coala Pentru a obține tensiunea și puterea necesare consumatorului de energie electrică, modulele PV
pot fi conectate în serie, paralel sau în serie – paralel (conform fig urii 1.1 5, a,b,c).

Figura 1.15. Interconexiunea modulelor PV: a – în serie; b – în paralel; c – în serie – paralel.

20
Mod Coala Nr. Document Semnăt. Data
UTM 529.1.00 2. ME
Coala La conectarea în serie a două module PV identice curentul debitat consumatorului rămâne același,
iar tensiunea cr ește de două ori. Î n figura 1.15 , a) modulele PV1 și PV2 conectate în serie încarcă
bateria de acumulatoare GB. Punctul de funcționare a sistemului module PV – GB este punctul de
intersecție M al caracteristicilor respective: a două module conectate în serie ș i a bateriei de
acumu latoare. Diodele VD1 și VD2 numite diode de ocolire (by – pass) se conectează în paralel cu
fiecare modul sau cu un grup de module co nectate în paralel (figura 1.15 , a). Dioda by-pass limitează
tensiunea inversă, dacă un modul din circuitul consecuti v este mai puțin performant sau este umbrit și
se evită suprasolicitarea termică. În regim de funcționare normală, diodele VD1 și VD2 nu consumă
energie. Dioda VD, numită antiretur , se conectează în serie cu sarcina. Această diodă evită situația
când modul ul PV poate deveni consumator de energie, dacă tensiunea generată va fi mai mică decât a
acumulatorului. Este evident că ea introduce o cădere de tensiune de circa 0,5V și, corespunzător,
pierderi de energie. În figura 1.1 5, b) se prezintă conectarea în pa ralel a două module identice.
Tensiunea generată rămâne aceeași, iar curentul crește de două ori. Punctul de funcționare al
sistemului module PV – rezistența R este punctul de intersecție M al caracteristicilor amper – volt ale
modulelor și consumatorului: I = (1/R)U. Diodele antiretur VD11 și VD12 nu permit ca un modul sau
un grup de module unite în paralel să treacă în regim de consumator, atunci când nu sunt identice sau
când sunt umbrite.
În schema din fig. 1.1 5, c) modulele PV1 – PV2, PV3 – PV4 și PV5 – PV6 sunt conectate în serie,
dar între ele sunt conectate în paralel. Astfel, se obține majorarea de două ori a tensiunii și de trei ori a
curentului. Evident, puterea instalație i crește de șase ori. [5].

21
Mod Coala Nr. Document Semnăt. Data
UTM 529.1.00 2. ME
Coala 2. DESCRIEREA STANDULUI. COM PONENTE
2.1. Descrierea standului ET 250 și componentele

Figura 2.1. ET 250 cu unitate de măsurare și resistor.
Componentele principale ale dispozitivului ET 250 sunt m odulele fotovoltaice de pe rama
modulul ui de înclinare, unitatea de măsură combina ta și rezistorul care poate fi plasat oriunde pe
suprafața cadrului mobil suport. Alte componente sunt prezentate în figura 2.2.
1. Module solare
2. Senzor de iluminare
3. Senzor de temperature
4. Clame de blocare
5. Unitate de măsură
6. Rezistor
7. Înclinometru
8. Set de cablu ri pentru circuite
fotovoltaice
9. Cablu de alimentare pentru
unitatea de măsură
10. Cablu de măsurare pentru
temparatură și iluminare
Figura 2.2. Componente ET 250.

22
Mod Coala Nr. Document Semnăt. Data
UTM 529.1.00 2. ME
Coala Rama modulului cu reglarea unghiului

1. Afișaj unghiular ; 2. Clame de blocare; 3. Cheie.
Figura 2.3. Fixarea ajustării unghiului.
Suportul înclinat al modulului permite înclinarea unghiului de la 0⁰ la 90⁰. Unghiul poate fi citit
utilizînd înclinometrul furnizat. Dacă ajustarea axei de înclinare este prea slabă sau prea rigidă, fixarea
poate fi ajustată.

Senzor de iluminare

Figura 2.4. Senzor de iluminare
Senzorul de iluminare poate fi utilizat pentru măsurarea continuă a iluminării care intră în prezent pe
module. Senzorul de iluminare este montat pe partea laterală de l îngă modul. S uprafața sensibilă la
lumină a senzorului de iluminare se află în același plan ca și modulele.
Senzorul de iluminare constă dintr -o mică cameră de referință solare cu o sensibilitate cunoscută.
Fotocurentul generat este transformat într -un semnal de tensiu ne adecvat pentru elementul de afișare
de pe unitatea de măsură. Iluminarea măsurată este afișat ă pe unitatea de măsură în kW/ m2.

23
Mod Coala Nr. Document Semnăt. Data
UTM 529.1.00 2. ME
Coala Senzor de temperatură

1. Senzor de temperature
2. Conectori de laborator pentru module PV
3. Senzor de iluminare
4. Cablu de măsurare
5. Caseta de conectare
Figura 2.5. Senzor de temperatură

Pe spatele dispozitivului ET 250, un senzor de temperatură este atașat în contact termic cu materialul
modulului, pe modulul drept. Acest senzor de temperatură este utilizat pentru a măsura în călzirea
modulelor în timpul funcționării.
Schimbarea în funcție de temperatură a rezistenței senzorului există ca schimbare a tensiunii la
unitatea de măsurare și este afișată pe elementul de afișare ca o valoare a temperaturii. Pentru
conectarea uni tății de măsură se utilizează un cablu de măsurare cu 5 pini.

Rezistorul
Rezistorul este folosit ca sarcină rezistivă
variabilă în circuitul cu modulele solare. Valorile de
rezistență de la 0 Ω la 10 Ω pot fi setate. Dacă sunt
necesare rezistențe mai mari pentru înregistrarea
curbelor de curent, rezistențele suplimentare de
sarcină pot fi conectate în serie. Două rezistențe de
încărcare de 22 Ω sunt integra te în u nitatea de
măsurare ( figura 2.7 ).

Figura 2.6. Rezistorul

24
Mod Coala Nr. Document Semnăt. Data
UTM 529.1.00 2. ME
Coala Unitate de măsură
Unitatea de măsură permite măsurarea curentului, tensiunii, iluminării și temperaturii. Măsurătorile
necesare pentru experimentele fotovoltaice intenționate pot fi observate pe elementele de afișare ale
unității de măsurare.

Figura 2.7 . Unitatea de m ăsură Dispozitive de citire datelor:
1. Curent
2. Tensiune
3. Iluminare
4. Temperatură
Dispozitive de conectare :
5. Curent
6. Împămîntarea
7. Tensiune
8. Cablu de măsurare pentru
temperatură și iluminare
9. Rezistoare de putere
În toate experimentele, cablu l de măsurare pentru sen zorul de temperatură și iluminare este
conectat la unitatea de măsurare. Modulele, rezistoarele de încărcare și conectorii pentru măsurarea
curentului de tensiune (5 -7) sunt conectate prin intermediul cablului de laborator în conformitate cu
sarcina de măs urare respectivă.

1. Cablu de măsurare pentru
temperatură și iluminare
2. Cabluri pentru rezistoare de sarcină

Figura 2.8. Conectorul unității de măsură

2.2. Modul de conectare a modulelor
Pentru experimentele cu ET 250, cele două module pot fi conectate în paralel sau în serie. Pentru a
putea ajusta toate punctele de operare ale unei curbe de curent, unele experimente necesită rezistențe
suplimentare de putere în plus față de rezistența culisantă (vezi figura 2.7). Atunci când efectu ăm o
măsurătoare, treb uie să reținem, de asemenea, că pe unitatea de măsurare se utilizează o conexiune
comună, împămîntarea (numărul 6 din figura 2.7) pentru măsurarea curentului și a tensiunii. Secțiunea
de mai jos prezintă cablarea pentru măsurători UI pe module în serie.

25
Mod Coala Nr. Document Semnăt. Data
UTM 529.1.00 2. ME
Coala

1. Prize de conectare a
modulului .
2. Priză de conectare pentru
măsurarea curentului .
3. Priză de conectare pentru
măsurarea tensiunii .
4. Două rezistențe de
sarcină în serie .
5. Rezistență pentru glisare .
Figura 2.9. Schema circuitului pentru măsurarea UI pe ET 2 50 cu module fotovoltaice în serie.

2.3. Structura modulelor
Modulele fotovoltaice utilizate constau din 36 de celule solare monocristaline fiecare.

1. Prize de conectare
2. Celule solare
3. Contact frontal
4. Contactul spate
5. Caseta de conectare
A. Șir de modul e 1
B. Șir de module 2
C. Diode by -pass

Figura 2.10. Vedere din față și din spate a unui modul fotovoltaic și diagrama circuitului .
Suprafața celulei solare a unui modul este de 0,015 m2, astfel înc ît cu un total de 36 de celule există
o suprafață totală de 0,557 m2. Atunci cînd nu este încărcată, există o tensiune de aproximativ 0,6 V pe
celule solare, rezultînd o tensiune a modulului de aproximativ 22 V pentru întregul modul de 36 de
celule conectate în serie. O celulă umbrită într -un mo dul se comportă ca un consumator. Puterea
celulelor nevăzute este transformată în căldură în celulă umbroasă. Temperatura celulei umbrite poate
crește suficient de mare pen tru a deteriora celula, distrugî nd-o. Pentru a reduce pierderile în timpul
umbririi parțiale , celulele sunt aranjate în două așa -numite șiruri. Fiecare șir conține 18 celule solare
conectate în serie și, în caz de perturbații, este ocolit ă de așa -numitele diode by -pass.

26
Mod Coala Nr. Document Semnăt. Data
UTM 529.1.00 2. ME
Coala 2.4. ET 250.01 în operațiune conectat la rețea

ET 250.01 es te un modul de expan siune pentru ET 250. Unitatea permite de a studia aspectele cheie
ale utilizării energiei solare în funcționare conectată la rețea.

Figura 2.11. ET 250 cu ET 250.01 .

Sistemele fotovoltaice conectate la rețea asigură o contribuție din ce în ce mai mare la furnizarea de
energie la nivel mondial. În aplicații tipice a ceste sisteme sunt utilizate atî t pe acoperișuri, cât și pe
fațade și în spații deschise. Componentele electrice și dispozitivele de siguranță necesare sunt în mare
parte identice pentru ambele tipuri de aplicații.
Principalele obiective de învățare care au fost luate în considerare în dezvoltarea ET 250.01 sunt
enumerate mai jos.
Obiective de invatare :
 Componente din lumea reală din domeniul utilizării energiei solar e conectate la rețea.
 Funcția de deconectare a comutatorului de curent continuu și protecția împotriva tensiunii.
 Funcția unui invertor cu grilă cu punct de urmărire maximă a puterii (MPPT).
 Efectul sarcinii asupra eficienței invertorului.
 Funcționarea con toarelor moderne de energie.
 Balanța energetică în operațiunile conectate la rețea.

27
Mod Coala Nr. Document Semnăt. Data
UTM 529.1.00 2. ME
Coala 2.4.1. Proiectarea dispozitivului ET 250.01
Unitatea ET 250.01 conține componente tipice de sistem pentru utilizarea energiei electrice din
module fotovoltaice sol are în operațiuni conectate la rețea. Structura de bază și conectarea
dispozitivului la ET 250 sunt prezentate în următoarea diagramă bloc.

A. Deconectarea comutatorului de
curent continuu.
B. Protecție împotriva s upratensiunii.
C. Invertor de rețea. D. Contor de al imentare bidirectțional.
E. Intrare în rețea.
F. Contor de energie proprie.
G. Lampă cu halogen cu dimmer.
Figura 2.12. ET 250.01 diagrama bloc.
Componentele sunt atașate pe partea frontală a dispozitivului. Calea liniilor electrice este prezentată
pe panoul f rontal al unității. Un terminal de măsurare (EI1) pentru măsurători de electricitate și
tensiune este furnizat la partea de intrare a circuit ului. M ăsurătoril e pot fi effectuate cu unitatea de
măsurare ET 250.

1. Priză de conectare pentru
modulele fotovolt aice.
2. Punctul de măsurare EI1.
3. Întrerupător de curent continuu.
4. Protecția împotriva supratensiunii .
5. Invertorul de rețea.
6. Lampa cu halogen ca sarcină
electrică.
7. Dimmer.
8. Siguranța.
9. Contor de energie.
10. Contorul bidirecțional .
11. Intrarea în rețea.
Figura 2.13. ET 250.01 vedere frontal ă.

28
Mod Coala Nr. Document Semnăt. Data
UTM 529.1.00 2. ME
Coala 2.4.2. Componente ET 250.01 și funcția acestora
Cutia combinată
Cutia combinată este o componentă importantă a practicii
fotovoltaice. În sistemele fotovoltaice mai mari, acesta oferă
spațiu pentru terminale suplimentare pentru combinarea
șirurilor individuale de module. Cutia combinată conține
întrerupătorul de curent continuu. Acest lucru face posibilă
deconectarea generatorului fotovoltaic de componentele din
aval în caz de avarie sau pentru repa rații și întreținere.
În acest scop, "capacitatea de comutare a sarcinii" a acestui
comutator este proiectată pentru tensiuni maxime de circuit
deschis și curenți de scurtcircuit a generatoarelor fotovoltaice.
În plus, cutia include un dispozitiv de protecție împotriva
supratensiunii pentru a proteja componentele sistemului de
deteriorare (de exemplu, de la fulgere), dacă este necesar.

Figura 2.14. Cutia combinată

Invertor de rețea cu monitorizare a rețelei

Figura 2.15. Invertor. ET 250.01 include un invertor de
module, care în sisteme mai mari este adesea
instalat di rect sub modulele fotovoltaice.
Acest invertor converteș te curentul primit în
curent alternativ cerut de rețea. Pentru a
respecta specificațiile de siguranță în mod ul
conectat la rețea, invertorul de module este
echipa t cu o funcție de monitorizare.
Monitorizarea rețelei înseamnă că
funcționarea invertoarelor este oprită imediat
ce conexiunea la rețea este întreruptă. Acest
lucru este de a preveni alimentarea
acciden tală a electr icității în sub -secțiunile
unei rețele de electricitate care au fost oprite,
de exemplu în timpul lucrărilor de întreținere. Când este pornit, invertorul de module pornește numai
după o anumită perioadă de așteptare (aproximativ 5 minute). O altă funcție a invertorului de module
este ceea ce se numește MPPT (Maximum Point Tracking Point). MPPT asigură funcționarea și a unui
modul fotovoltaic conectat în punctul de funcționare optim al caracteristicii de curent / tensiune în
timpul sc himbării nivelului de iluminare.

29
Mod Coala Nr. Document Semnăt. Data
UTM 529.1.00 2. ME
Coala Contor de energie bidirecțional pentru alimentarea rețelei
Contoarele bidirecționale sunt utilizate pentru a
măsura cantitatea de energie electrică care este
alimentată în rețeaua publică din sistemul fotovoltaic
și, în același timp, pentru a determina consumul
propriu de electricitate solară autoproductivă.
Afișajul de pe contorul de energie electrică utilizat aici
poate fi setat la variabila Putere utilizând butonul P.
Dacă simbolul este pozitiv, energia electrică este
preluată din rețeaua electrică. Alimentarea în rețea
este marcată printr -un semn negativ.
Figura 2.16. Contor de energie bidirecțional

Contor de energie electrică pentru consum propriu

Figura 2.17. Contor de energie electrică Un contor modern de energie este folosit ca
contor de energie electrică pentru consum propriu.
Acest aparat oferă o serie de funcții suplimentare,
pe lângă măsurarea rezistenței actuale a curentului.
De exemplu, prețurile actuale ale energiei electrice
pot fi stocat e pentru a înregistra costurile energetice
ale unui consumator pe parcursul zilei utilizând
memoria integrată.

Lampă cu halogen și dimmer
O lampă cu halogen cu dimmer este integrată în
ET 250.01 pentru a acționa ca consumator de en ergie
electrică. Consumul de energie al lămpii cu halogen
poate fi modificat folosind dimmerul. În consecință,
este posibil să se reprezinte diferite situații de bază
ale consumatorilor pentru un sistem fotovoltaic
conectat la rețea:
 Alimentați în rețea at unci când cererea
proprie este sub puterea fotovoltaică
disponibilă.
 Retragerea energiei electrice din rețea atunci
când cererea proprie depășește puterea
fotovoltaică disponibilă.
Figura 2.18. Lampă cu halogen și dimmer.

30
Mod Coala Nr. Document Semnăt. Data
UTM 529.1.00 2. ME
Coala 2.4.3. Punerea în funcțiune a ET 250.01
Modulul de ex pansiune ET 250.01 poate fi ataș at pe coloanele ET 250. Modulul este fixat in
poziț ia sa folosind punctele de spr ijin prevă zute. Conectorul cu șurub al cablului de conectare este
conectat la mufa de intrare din ET 250.01. Dup ă cum se arată în fi gura 2.19 , cele două module ale ET
250 sunt conectate în serie cu un cablu de laborator suplimentar (5). Po lul negativ al unui modul (cablu
albastru de laborator) este conectat la polul pozitiv al cel uilalt modul ( cablu roșu de laborator ). Apoi,
un conector de laborator al cablului de conectare ET 250.01 este conectat la mufele de laborator libere
ale modulelor ET 250, în funcție de culoare / polaritate. La punctul de măsurare EI1, este conectat un
dispozitiv de măsurare (vezi figura 2.19 ). După ce ET 250.01 a fost conectat la rețeaua electrică
publică prin intermediul conectorului de rețea, invertorul poate porni. Asigurați -vă că invertorul este
pornit numai după un timp de întârziere de aproximativ 5 minute din motive de siguranță.

Figura 2.19. Conectarea ET 250.01 la ET 250 .

1. Priza de intrare ET 250.01.
2. Cablul de conectare a conectorului șurubului.
3. Cablu de conectare (-).
4. Cablul de conectare (+).
5. Cablu de laborator pentru conectarea în serie .
6. Punctul de măsurare ET 250.01 EI1.
7. Cablu de laborator pentru măsurarea curentului (+).
8. Cablu de laborator la sol ( -).
9. Cablu de laborator pentru măsurarea tensiunii (+).
10. Linia de măsurare (T, R).

31
Mod Coala Nr. Document Semnăt. Data
UTM 529.1.00 2. ME
Coala 2.5. ET 250.02 funcționarea autonomă a modulelor fotovoltaice
ET 250.02 este un modul de expansiune pentru ET 250. Unitatea vă permite să studiați aspectele
cheie ale utilizării energiei solare în funcționarea autonomă.

Figura 2.20 . ET 250 cu ET 250.02 și HL 313.01 .
Sursa de lumină artificială HL 313.01 permi te efectuarea de experimente privind energia solară
independent de lumina naturală a soarelui. Sursa de lumină conține opt lămpi cu halogen individuale
cu o putere de 1 kW fiecare , dispuse în două rânduri. Unghiul de înclinare a lămpilor cu halogen
individ ual poate fi reglat pentru a adapta iradierea pentru experimentul respectiv. Iluminarea poate fi
modificată prin schimbarea distanței față de absorberul de lumină respectiv.
Sistemele fotovoltaice sunt utilizate în regim autonom a tunci când nu se po ate conecta la rețea , de
exemplu în locații îndepărtate. Aplicațiile tipice includ sisteme mai mici de iluminat în cameră, sist eme
mobile, sisteme de pompe solare pentru irigații și pomparea apei potabile. Principalele obiective de
învățare care au fost lu ate în considerare în dezvoltarea ET 250.02 sunt enumerate mai jos.
Obiective de invatare :
 Funcționarea componentelor pentru funcționarea autonomă .
 Funcția unui controler de încărcare .
 Utilizarea unui acumulator.
 Invertoare în regim autonom .
 Dispozitivele de siguranță .
 Eficiența conversiei unui invertor autonom.
 Balanța energetică în funcționare autonomă .

32
Mod Coala Nr. Document Semnăt. Data
UTM 529.1.00 2. ME
Coala 2.5.1. Proiectarea dispozitivului ET 250.02
Unitatea ET 250.02 conține componente tipice de sistem pentru utilizarea energiei electrice din
module fotovoltaice solare în funcționare autonomă. Structura de bază și conectarea dispozitivului la
ET 250 sunt prezentate în următoarea diagramă bloc.

A. Întrerupător de curent continuu.
B. Protecție împotriva tensiunii de tensiune.
C. Contro ler de încărcare cu MPP.
D. Invertor. E. Contor de energie electrică.
F. Lampă cu halogen ca sarcină electrică.
G. Acumulator.
EI. Terminale de măsurare pentru curent și tensiune.
Figura 2.21. ET 250.02 diagrama bloc.
Componentele sunt atașate pe partea frontală a dispozitivului. Calea liniilor electrice este
prezentată pe panoul frontal al unității. Terminalele de măsurare (EI1 -EI3) pentru măsurarea curentului
și a tensiunii sunt furnizate în 3 poziții. Măsurătorile pot fi efectuate cu unitatea de măsurare ET 250.

Figura 2.22. ET 250.02 vedere frontală. 1. Priză de conectare pentru module
fotovoltaice .
2. Punctul de măsurare EI1.
3. Întrerupător de curent continuu.
4. Protecție împotriva supratensiunii .
5. Regulator de încărcare .
6. Punctul de măsurare EI2.
7. Acumulator.
8. Punctul de măsurare EI3 cu c ablu
de laborator.
9. Invertor.
10. Contor de energie.
11. Dimmer.
12. Lampă cu halogen ca sarcină
electrică.

33
Mod Coala Nr. Document Semnăt. Data
UTM 529.1.00 2. ME
Coala 2.5.2. Componente ET 250.02 și funcția acestora
Extensia ET 250.02 are cîteva componente identice cu cea a ET 250.01 , dintre care se numără: cutia
combinată (figura 2.14), c ontor de energie electrică pentru consum propriu (figura 2.17), lampa cu
halogen și dimmer (figura 2.18). Alte componente noi ce se găsesc la extensia ET 250.02 sunt descrise
mai jos.
Control er de încărcare cu urmărirea punctul ui de putere maxim

Figura 2.23. Controler de încărcare
1. LED -uri
2. Conectarea modulelor fotovoltaice
3. Conectarea acumulatorului
4. Conectarea consumatorilor

Sistemele tipice independente conțin un acumulator pentru stocarea energiei electrice. Pentru a
asigura funcționarea în siguranță a acumulatorului, se folosește un controler de încărcare. Controlerul
de încărcare oferă următoarele funcții de bază:
 Monitorizarea stării de încărcare
 Controlul procesului de încărcare
 Conectarea și deconectarea consumato rilor
În plus, controlerul de încărcare are o funcție pentru urmărirea punctului de putere maximă (MPP).
Aici, punctul de operare curent este ajustat cont inuu la caracteristica de tensiune curentă a modulului
fotovoltaic care este conectat. Această cor ecție asigură că produsul curentului și tensiunii atinge un
maxim în fiecare caz . Controlerul de încărcare este pornit prin stabilirea conexiunii la acumu lator prin
conectarea la punctul de măsurare EI2.

Acumulator
Acumulatorul permite stocarea en ergiei electrice
furnizate. Această unitate uti lizează o baterie cu
gel-acid. Este o versiune complet sigilată care
conține electroliții necesari sub formă de gel. Acest
design îmbunătățește semnificativ manevrarea
sigură și permite operarea fără întreține re. Durata
de viață a acumulatorului este puternic dependentă
de tipul de utilizare .
Figura 2.24. Acumulator.

34
Mod Coala Nr. Document Semnăt. Data
UTM 529.1.00 2. ME
Coala Invertor

Figura 2.25. Invertor. Invertorul generează o tensiune alternativă de
230V la o frecvență de 50 Hz de la o tensiune DC
de 12V . Dacă tensiunea de intrare este în afara
domeniului permis de la 11 V la 15 V, invertorul
deconectează conexiunea la sarcina conectată. În
ambele cazuri, se aude un semnal sonor de
avertizare. De îndată ce tensiunea de intrare este
din nou în intervalul a dmis, operația obișnuită se
repornește automat. Un LED albastru indică
starea aparatului. LED -ul se aprinde în timpul
funcționării normale.

2.5.3. Punerea în funcțiune a ET 250.02
Modulul de expan siune ET 250.02 poate fi ataș at pe coloanele ET 250. Modulul este fixat in pozitia
sa uti lizand punctele de sprijin prevă zute. După poziționarea ET 250.02, poate fi stabilită conexiunea
electrică la modulele fotovoltaice ale ET 250.

Figura 2.26. Conectarea modulelor ET 250 la ET 250.02.

Conectorul cu șurub al cablului de conectare este conectat la mufa de intrare de la ET 250.0 2.
După cum se arată în figura 2.27 , cele două module ale ET 250 sunt conectate în serie cu un cablu de
laborator suplimentar (2). P olul negativ al unui modul (cablu albastru de laborator) este conectat la
polul pozitiv al celuilalt modul (cablu de laborator roșu). Apoi, un conector de laborator al cablului de
conectare ET 250.02 este conectat la mufele de laborator libere ale modulelor ET 250, în funcție de
culoare / p olaritate.

35
Mod Coala Nr. Document Semnăt. Data
UTM 529.1.00 2. ME
Coala
Figura 2.27. Conectarea ET 250.02 la ET 250 .
1. Mufă de ieșire a modulului fotovoltaic.
2. Cablu de laborator pentru conectarea în serie.
3. Cablu de conectare (+) .
4. Cablu de conectare (-).
5. Cablu de conectare a conectorului șurubului .
6. Priză de intrare ET 250.02.
7. Cablu de laborator pentru măsurarea curentului (+).
8. Cablu de laborator la sol ( -).
9. Cablu de labor ator pentru măsurarea tensiunii (+).
10. Linia de măsurare (T emperatură , Radiație ).
11. ET 250.02 puncte de măsurare EI1, EI2, EI3 .

Ca pregătire suplimentară pentru punerea în funcțiune, conectorii se intro duc în punctele de
măsurare EI1 – EI3. Dacă ET 250.02 este activat acum , prin utilizarea întrerupătorului principal,
controlerul de încărcare poate intra în funcțiune. Atunci când acu mulatorul este suficient de încărcat
sau când există o alimentare adecvată a modulelor fotovoltaice , lampa cu halogen poate fi utilizată ca
sarcină electrică a invertorului. Pentru o funcționare optimă, modulele fotovoltaice trebuie să fie
aliniate cât mai perpendicular pe iluminarea incidentă. Măsurătorile de curent și de tensiune pot fi
efectuate la punctele de măsurare EI1 – EI3 pentru experimente. Conectorul de m ăsurare în cauză este
scos pentru a lua măsurarea. Ulterior, la punctul de măsurare dorit (f igura 2.27 ) se poate conecta
unitatea de măsurare ET 250 (vezi figura 2.7, pagina 23 ). [6].

36
Mod Coala Nr. Document Semnăt. Data
UTM 529.1.00 2. ME
Coala 3. RIDICAREA CARACTERISTICILOR EXPERIMENTALE
ET 250 este preg ătit într-o locație adecvată în funcție de modul de funcționare dorit (iluminare
artificială sau de lumina solară). Unitatea de măsură (poziția 5 din figura 2.2) este plasată pe suprafața
de depozitare a dispozitivului și este conectat la senzorul de temperatură și senzorul de iradiere prin
cablul dispozitivului cu 5 pini. Apoi, cablul de alimentare p oate fi conectat pentru a furniza puterea.
Modulele fotovoltaice ar trebui să fie aliniate la sursa de lumină înainte de a începe măsurătorile. În
acest scop, iluminarea este măsurată cu senzorul de referință montat lateral. Valoarea măsurată pentru
ilumin area este afișat pe unitatea de măsură. Fixarea axei de înclinare orizontală poate fi slăbită
folosind cheia hexagonală furnizată pentru a ajuta la alinierea modulelor.
Modificările de temperatură ale modulului trebuie evitate în timpul măsurătorilo r (cu excepția
experimentului din „3.4. Dependența de temperatură ”). Prin urmare, trebuie planificat un timp de
încălzire de aproximativ 30 de minute înainte de a începe orice experiment. Pentru a se asigura că
măsurătorile nu sunt afectate de deviația de temperatură nedorită, temperatura trebuie monitorizată în
mod continuu. În plus, trebuie avut grijă să se asigure o iluminare constantă atunci când se măsoară
punctele de măsurare individuale.

3.1. Conectarea în serie a modulelor
Cele două module fotovo ltaice sunt conectate în serie cu ajutorul cablului. Rezistențele de sarcină
furnizate acționează în calitate de consumatori ai circuitului fotovoltaic. Mărimea sarcinii electrice
poate fi variată prin modificarea rezistenței rezistorului de 10 Ω, și prin diverse combinații ale
rezistențelor fixe incorporate în unitatea de măsură. Rezult atele sunt citite din afiș ajele
corespunzătoar e pe unitatea de măsură (U, I) ș i înregistrate în tabelele.
Pentru măsurători cu conexiune în serie, modulele trebuie să f ie conectate la rezistorul de sarcină și
unitatea de măsură conform următoarei diagrame a circuitului.

1. Module fotovoltaice.
2. Rezistor
A. Ampermetru.
V. Voltmaetru.
Figura 3.1 . Circuit pentru măsurarea modulelor conectate în serie.

Curentul d e scurtcircuit Isc este determinat fără rezistența de sarcină, adică scurtcircuitate direct prin
intrarea de alimentare a unităț ii de măsură (figura 3.2. a). Curentul de scurtcircuit este apoi citit de pe
afișajul de pe unitatea de măsură.

37
Mod Coala Nr. Document Semnăt. Data
UTM 529.1.00 2. ME
Coala

a)

b)
Figura 3.2. Măsurarea Isc (a) și Umg (b) a modulelor conectate în serie .
Apoi tensiunea de mers în gol Umg se măsoară (figura 3.2. b). În acest caz, numai cablurile de
măsurare pentru măsurarea tensiunii electrice sunt conec tate direct la mufele de conectare ale
modulelor conectate în serie. Ulterior, punctele suplimentare ale caracteristicii UI pot fi obținute
conform circuitului din figura 3.1, modificînd sarcina rezistivă. Dacă domeniul de reglare a rezistorului
nu este su ficient, domeniului de măsurare poate fi extins aș a cum este prezentat mai jos, folosind
rezisten țe fixe încorporate în unitatea de măsură .

1. Module fotovoltaice.
2. Rezistor
3. Rezistențe fixe
A. Ampermetru.
V. Voltmaetru.
Figura 3.3 . Circuit p entru măsurarea modulelor conectate în serie folosind rezistențe fixe.

Rezultatele măsurătorilor prezentate mai jos au fost obținute cu o sursă de lumină artificială
(HL313.01), care este disponibil ca accesoriu opț ional. Distanța până la modulele s olare a fost de
aproximativ 1,5 m. Omogenitatea iluminării este optimizată prin alinierea reflectoarelor individuale.
 Media de iluminare: 460 W/m2;
 Temperatura medie a modulelor este aproximativ: 6 0 ° C.

Tabelul 3.1 Valorile măsurate și puterea calculată pentru două module conectate în serie.
U, [V] I, [A] P, [W]
0 0,9 0
3 0,9 2,7
6 0,9 5,4
8,6 0,9 7,74
18,7 0,8 14,96
26 0,7 18,2
32 0,6 19,2
34,5 0,5 17,25
39,5 0 0

38
Mod Coala Nr. Document Semnăt. Data
UTM 529.1.00 2. ME
Coala
Figura 3.4. Caracteristica I(U) și caracteristic P(U) calculată pentru două mod ule conectate în serie .
Calculul puterii electrice din punctele de măsurare ale curbei caracteristice I(U) obținute prin
formula (1.9), pagina 14:
                                                                (3.1)C M MP U I

are ca rezultat o putere maximă
32 0,6 19,2C M MP U I W     la o tensiune UM = 32 V.
Luînd în considerare suprafa ța totală a celor două module de 1,114 m2 și iluminarea de 460 W/m2 cu
formula (1.12), pagina 60:
22                      19,20,0371,114 460                 /         (3.2)CP W
A G m W m  

obținem o eficiență medie de 0,037 pentru cele două module conectate în serie.

3.2. Conectarea în paralel a modulelor
În cazul conectării în paralel a modulelor, tensiunea totală este echivalentă cu tensiunea unui
modul, iar curentul global este echivalentă cu suma curenților individuali ale tuturor modulelor.
Conexiune paralelă aduce adesea rand amente mai mari decît cele de conectare în serie. Acest lucru se
datorează diferitelor caracteristici electrice ale modulelor solare de același tip, datorită unor toleranțe
în timpul fabricației. Cu toate acestea, dezavantajul este costul de instalare mai mare.
În practică, sistemele mai mari folosesc adesea combinații de module conectate în paralel și în serie.
Scopul este de a realiza proiectarea optimă a sistemului, ținând seama de condițiile locale relevante
(dimensiunea suprafeței acop erișului, funcționarea în rețea sau în regim independent, umbrirea ).
Pentru măsurători cu conexiun e în paralel, modulele trebuie să fie conectat e la rezistență ș i unitatea
de măsură conform următoarei diagrame a circuitului.

39
Mod Coala Nr. Document Semnăt. Data
UTM 529.1.00 2. ME
Coala
1. Module solare
2. Rezistor
A. Ampermetru
V. Voltmetru
Figura 3.5. Circuit pentru măsura rea modulelor conectate în paralel .
Curentul de scurtcircuit Isc este determinat fără rezistența de sarcină, adică scurtcircuitate direct prin
intrarea de alimentare a unității de măsură (figura 3.6 . a). Curentul de scurtcircuit este apoi citit de pe
afișajul de pe unitatea de măsură.
Apoi tensiunea de mers în gol Umg se măsoară (figura 3.6 . b). În acest caz, numai cablurile de
măsurare pentru măsurarea tensiunii electrice sunt conectat e direct la mufele de conectare ale
modulelor conectate în paralel . Ulterior, punctele suplimentare ale caracteristicii UI pot fi obținute
conform circuitului din figura 3.5 , modificînd sarcina rezistivă. Dacă domeniul de reglare a rezistorului
nu este suf icient, domeniului de măsurare poate fi extins , ca și în cazul conectării în serie, folosind
rezistențe fixe încorporate în unitatea de măsură.

a)

b)
Figura 3. 6. Măsurarea Isc (a) și Umg (b) a modulelor conectate în paralel .
Ca ș i în experimentul anterior, rezultatele prezentate mai jos au fost obț inute cu sursa de lumină
artificială (HL313.01). Distanța pî nă la modulele solare a fost de 1,5 m .
 Media de iluminare: 460W/m2;
 Temperatura medie a modulelor este aproximat iv: 60 ° C.

40
Mod Coala Nr. Document Semnăt. Data
UTM 529.1.00 2. ME
Coala Tabelul 3. 2 Valorile măsurate și puterea calculată pentru două module conectate în paralel .
U, [V ] I, [A] P, [W]
0,2 1,8 0,36
3,7 1,7 6,29
10 1,6 16
15 1,5 22,5
18,2 0,8 14,56
18,5 0,7 12,95
18,8 0,6 11,28
19 0,5 9,5
19,1 0,4 7,64
19,2 0,3 5,76
19,5 0 0

Figura 3.4. Caracteristica I(U) și caracteristic P(U) calculată pentr u două module conectate în paralel .
Calculul puterii electrice din punctele de măsurare ale curbei caracteristice I(U) se obținute la fel prin
formula (1.9), pagina 14:
                                              (3.3)C M MP U I

are ca rezultat o putere maximă
15 1,5 22,5C M MP U I W     la o tensiune UM = 15 V.
Pentru acest caz folosind formula (1.12), pagina 60:
22    22,50,044                     1,114 460 /      (3.4)CP W
A G m W m  

obținem o eficiență medie de 0,044 pentru cel e două mo dule conectate în paralel .

41
Mod Coala Nr. Document Semnăt. Data
UTM 529.1.00 2. ME
Coala Tabelul următor prez intă un rezumat al rezultatelor măsurători lor pentru conectarea în serie ș i
conectarea în paralel a celor două module:
Tabelul 3.3. Rezultate le comparate la conexiunea în serie și conexiunea paralelă .

Codiții Conexiunea
pentru experiență Serie Paralel
Iluminarea în W/m2 460 460
Temperatura modulului T în ° C 60 60
Unghiul de înclinare în grade 0 0
Rezultate
UM, V 32 15
IM, A 0,6 1,5
PM, W 19,2 22,5
Efici ența 0,037 0,044

Privind la aceste rezultate este clar că eficienț a totală a celor două module este mai mare la
conexiunea în paralel. Dacă în cazul unui „sistem mic“ nu există specificaț ii pentru tensiunea gen erată,
de exemplu cu privire la un inve rtor de curent continuu de consum, atunci este benefic pentru a
produce curent solar cu module conectate în paralel.

3.2. Modificarea unghiului de înclinație a modulelor
Din cauza condi țiilor astronomice, unghiul de incidență a luminii solare pe suprafața Pământului
este supusă unor variații în funcție de momentul zilei și timpul anului (vezi figura 1.3, pagina 6).
Mai mult decît atț t, orientarea optimă a modulelor fotovoltaice este restricționată în mai multe locații
din motive structurale.
Scopul acestui experiment este de a studia influența orientării modulului. Pentru aceasta,
caracteristicile volt -amper sunt înregistrate pentru diferite unghiuri de înclinare.
Sursa de lumină artificială (HL313.01) a fost plasat ă la o distanță de 1,5 m într -o orientare paralelă
pe verticală cu suprafața modulului.
Rezultatele prezentate mai jos au fost realizate cu module cone ctate în serie (vezi figura 3.3,
pagina 36).
 Media de iluminare: 610 W/m2;
 Temperatura medie a modulelor este aproximativ: 6 0 ° C.

42
Mod Coala Nr. Document Semnăt. Data
UTM 529.1.00 2. ME
Coala
1. Sursă de lumină artificială.
2. Module fotovoltaice.
3. Distanța dintre sursa de lumină
și modulele fotovoltaice.
Figura 3.5. Măsurătorile cu sursă de lumină artificială, la diferite unghiuri de înclinare .

Tabelul 3.4 Valorile măsurate și puterea cal culată pentru diferite unghiuri de înclinare.
I, A 0⁰, U [V] 0⁰, P [W] 20⁰, U [V] 20⁰, P [W] 40⁰, U [V] 40⁰, P [W]
2,4 0 0 2,3 2,3 5,29 0 0 2,2 6 13,2 3 6,6 0 0
2,1 11 23,1 8 16,8 5 10,5
2 17 34 14,3 28,6 11,1 22,2
1,6 33,5 53,6 29,6 47,36 26,6 42,56
1,5 35 52,5 32,5 48,75 30,7 46,05
1,4 35,3 49,42 34 47,6 32,1 44,94
1,3 35,7 46,41 34,3 44,59 33 42,9
1,2 36 43,2 34,7 41,64 33,8 40,56
1,1 36,3 39,93 35 38,5 34,3 37,73
0,8 37,3 29,84 36,2 28,96 35,5 28,4
0,7 37,7 26,39 36,6 25,62 35,8 25,06
0,6 38,1 22,86 37,1 22,26 36,1 21,66
0 39,5 0 38,8 0 38,2 0

43
Mod Coala Nr. Document Semnăt. Data
UTM 529.1.00 2. ME
Coala
Figura 3.6. Caracteristica I(U) pentru diferite unghiuri de înclinare .
Tabelul 3.5. Puterea electrică măsurată la MPP pentru diferite unghiuri de înclinare .
Unghiul de înclinare, [°] 0 20 40
PM, [W] 53,6 48,75 46,05
cos(<) 1 0,94 0,77
MPP 1 0,93 0,84

Privind la valorile măsurate, vedem o reducere a puterii maxime a modulului pe măsură ce unghiul
de înclinare crește. În condiții ideale, ne -am aștepta ca puterea radiațiilor să de pindă de unghiul în
conformitate cu direcțiile cosinale respective.

A. Puterea măsurată a celor 2 module conectate în serie .
B. Reducerea puterii modulului calculată din cosinusul de direcție.
Figura 3.7. Dependența puterii modulului de unghiul de înclin are.

44
Mod Coala Nr. Document Semnăt. Data
UTM 529.1.00 2. ME
Coala Cu toate acestea, diferențele pot fi observate în comparație cu reducerea calculată a puterii
modulului. Efectele datorate iluminatului artificial trebuie considerate ca fiind posibile motive pentru
aceasta. În timp ce lumina de la Soare, în prin cipiu, este incident paralelă pe un modul fotovoltaic,
calea luminii unei surse de lumină artificială este determinată de geometria reflectoarelor.

3.3. Dependența de temperatur ă
Efectul temperaturii asupra caracteristicilor electrice ale modulelor solare vor fi studiate prin
experiment. Ca o concluzie, vom evalua modul în care temperatura afectează performanța unui sistem
fotovoltaic. Aceste experimente pot fi efectuate pe un singur modul. Modulul nu trebuie expus la
iradiere înainte de începerea experime ntului, pentru ca măsurarea să pornească la cea mai mică
temperatură posibilă a modulului.
 La începutul măsurătorii, modulul este răcit la temperatura ambiantă înainte de a fi expus la
iradiere.
 În funcție de temperatura mediului ambiant, modulul se incalz este relativ repede in primele 10
minute.
 În acest timp, tensiunea de mers în gol și curentul de scurtcircuit trebuie măsurate în cele mai
mici posibile intervalele de temperatură.

Figura 3.8. Măsurarea Isc (a) și Umg (b) a modulului în dependență de tem peratură .

Ca și în experimentul anterior, rezultatele prezentate mai jos au fost obț inute cu sursa de lumină
artificială (HL313.01). Măsurătorile au fost efectuate pe un singur modul. Distanța pî nă la modulul
fotovoltaic a fost de aproximativ 1,5 m. Modulul a fost orientat perpendicular (unghi u de înclinare: 0 °).
Iluminare medie a fost de 450 W/m2.

45
Mod Coala Nr. Document Semnăt. Data
UTM 529.1.00 2. ME
Coala Tabelul 3.6. Valorile măsurărilor Isc (a) și Umg (b) a modulului în dependență de temperatură.
T, [⁰C] Umg, [V] Isc, [A]
20,1 20,8 0,82
24 20,7 0,82
25 20,6 0,82
26,6 20,5 0,821
28,5 20,4 0,821
30,5 20,3 0,822
33 20,2 0,823
34,5 20,1 0,824
37 20 0,825
39,5 19,9 0,827
42,5 19,8 0,83
46 19,7 0,833
47,5 19,6 0,834
50,5 19,5 0,836
53,5 19,4 0,837
57 19,3 0,84

Figura 3.9. Caracteristica Umg și Isc a modulului în dependență de temperatură.
Măsurătorile arată o reducere semnificativ ă a tensiunii de mers în gol Umg, precum și o ușoară
creștere a curentului de scurtcircuit Isc cu 2,4% în intervalul de temperatură măsurat. Pentru Umg,
analiza măsurătorilor oferă o reducere de 7, 2%:
00
0(20,1 ) (57 ) 20,8 19,3100% 7,2%(20,1 ) 2                         (3.508),mg mg
mgU C U C VV
U C V   

Astfel, este clar că măsurile adecvate de limitare a temperaturii modulului pot aduce cu siguranță o
contribuție notabilă la creșterea randamentului unui sistem fotovoltaic.

46
Mod Coala Nr. Document Semnăt. Data
UTM 529.1.00 2. ME
Coala 3.4. Umbrirea modul elor
În practică, atunci cînd se lucrează cu modulele fotovoltaice, poate apărea umbrirea celulelor
individuale sau a unor părți ale modulelor datorită murdăriei pe capacele de sticlă sau obiectele din jur
care împiedică temporar calea luminii, în func ție de poziția soarelui.
Acest experiment este conceput pentru a studia efectele potențiale ale umbririi asupra
performanțelor electrice ale modulului solar. În acest scop, sunt acoperite diferite porțiuni de suprafață
ale uneia sau mai multor celule.
 Experimentele privind umbrirea se efectuează pe un singur modul.
 Un capac opac este plasat imediat în fața părții modulului pentru a fi umbrite.
 Capacul trebuie să rămână pe modul. Pentru fixare, poate fi utilizat un suport ajustabil adecvat
sau poate fi utilizată o bandă care nu lasă nici un reziduu.
Ca și în experimentele anterioare, s -a utilizat sursa de lumină artificială (HL313.01). Distanța față de
modulele solare a fost de aproximativ 1,5 m. Modulele au fost orientate perpendicular (unghiul de
înclinare: 0°). A fost obținută o iluminare medie de aproximativ 45 0 W/m2. Temperatura medie a
modulului a fost de 55 ° C.

A. Fără umbrire.
B. O jumătate de celulă
umbrită .
C. O celulă umbrită .
D. Două celule umbrite .
Figura 3.10. Umbririle cercetate.
În tabelul 3 .7 sunt prezentate valorile U și I măsurate pentru patru cazuri diferite de umbrire și
puterile calculate pentru fiecare.
Tabelul 3.7. Caracteristicile modulului măsurate în condiții de umbrire diferite .
A B C D
U, [V] I, [A] P, [W] U, [V] I, [A] P, [W] U, [V] I, [A] P, [W] U, [V] I, [A] P, [W]
0 0,8 0 0 0,8 0 0 0,8 0 0 0,8 0
5 0,7 3,5 5 0,7 3,5 5 0,7 3,5 4,5 0,7 3,15
14,6 0,6 8,76 13,8 0,6 8,28 9,1 0,4 3,64 8,8 0,4 3,52
18,5 0,5 9,25 17,9 0,5 8,95 9,3 0,3 2,79 9 0,3 2,7
19,6 0,4 7,84 19 0,4 7,6 9,5 0,2 1,9 9,1 0,2 1,82
19,7 0,3 5,91 19,3 0,3 5,79 11 0,1 1,1 9,7 0,1 0,97
20,6 0 0 20,6 0 0 20,3 0 0 20,1 0 0

47
Mod Coala Nr. Document Semnăt. Data
UTM 529.1.00 2. ME
Coala
Figura 3.11. Caracteristicile I(U) ale unui modul în diferite condiții de umbrire.
Cobor îrea semn ificativă a caracteristicilor I( U) la apro ximativ 9V cu creșterea umbririi demonstrează
împărțirea celulelor modulului în două șiruri (vezi figura 2.10, pag. 24 ). În timp ce porțiunea șirului
nevăzută rămî ne în mare măsură neafectată, în porțiunea adiacentă se pot observa scă deri semnificative
ale puterii. În acest modul, dioda by -pass împiedică șirul de module umbrit să -și piardă curentul șirului
neîntrerupt ca o pierdere ohmică în modul și evită eventualele deteriorări.
Privind curbele de performanță (figura 3.12), este clar modul în care se d eplasează MPP la te nsiuni
reduse cu umbrirea crescî ndă.

Figura 3.12. Caracteristicile P(U) ale unui modul în diferite condiții de umbrire.
Pentru a continua să realizeze puterea maximă realizabilă în condiții de umbrire, punctul de operare
pentru sistem e este de obicei urmărit de un sistem automat de optimizare cum ar fi invertoarele care
urmăresc punctul maxim de putere (MPP).

48
Mod Coala Nr. Document Semnăt. Data
UTM 529.1.00 2. ME
Coala 4. CALCULUL TEHNICO -ECONOMIC PRIVIND JUSTIFICAREA
IMPLEMENTĂRII UNUI SISTEM PV CONECTAT LA REȚEA .
Energia electrică este sursa primară de existență în cadrul unei societăți contemporane. Asigurarea
cu energie electrică a populației este obiectivul principal al oricărei guvernări. În unele cazuri
transportul energiei electrice de la producător la locul utilizării finale al acestei a este complicat. Aceste
complicații apar în cazurile c înd consumatorul este amplasat într -o zonă greu accesibilă pentru
efectuarea lucră rilor, sau condițiile geografice nu permit instalarea liniilor electrice aeriene, sau costul
de efectuare a lucrărilor este majorat.
Ca ieșire din situație este producția energiei electrice direct la locul de consum. Republica Moldova
se bucură de mari rezerve de energie regenerabilă . O mare parte este desigur energia solară. În acest
paragraf va fi exemplificată o m odalitate de calcul de dimensionare a unui sistem fotovoltaic pentru
asigurare cu energie electrică a unei case de locuit din zona centrală Republicii Moldova, s . Negureni,
r. Telenești , unghiul de înclinare față de suprafața orizontală, β=350, condiții me teorologice –
nebulozitate medie.

4.1. Dimensionara sistemului fotovoltaic.
În cazul calculului de dimensionare a unui sistem PV este stric necesar de a respecta raportul dintre
cantitatea de energie produsă de sistemul în cauză și cantitatea de energie consumată de utilizator.
Deficitul de energie ce apare în urma repartizării neuniforme a consumului și producerii de energie
elect rică zi/noapte, zile cu nori, cî nd cantitatea energie i globale solare este insuficientă, ș.a. Acest
deficit poate fi com pensat prin conec tarea la rețea, iar surplusul livrat în rețea .
Pentru dimensionarea unui sistem PV este necesar de a urma procedura următoare:
1. Calculul radiației solare disponibile pe suprafața modulul ui PV.
2. Calculul consum ului diurn de energie elect rică – Ec.
3. Calculul cantității de energie electrică necesare care trebuie produsă de către modulul PV – Ep.
4. Calculul puterii critice a modulului PV – Pc și alegerea acestuia .

Tabelul 4.1. Valori estimative ale duratelor de funcționare a cons umatori lor de energie electrică.
Consumatori Puterea nominală, [ W ] h/zi EC, Wh/zi
Iluminatul total al casei 10×10 LED 4 400
Televizor 75 4 300
Frigider 90 15 1350
Calculator 450 3 1350
Mașină de spălat 450 2 900
Fierbător de apă 1500 1 1500
Pompă de apă 1500 1 1500
Motor electric 1700 0,5 850
Cuptor elecctric 2200 1 2200
Suma 10350

49
Mod Coala Nr. Document Semnăt. Data
UTM 529.1.00 2. ME
Coala 1. Consumul de energie elec trica pe o zi :
   /   11   /                               ( 4 1035 ) 0 .1C Wh zi kWh zi E  

2. Energia necesara de produs:
    / ,                11130,8               (4.2)5C
P kWEz E hiK  

unde, K – factor ce ia în considerație incert itudinea datelor meteorologice, pierderile de energie în
cabluri, abaterea punctului de funcționare a sistemului. (0,75 – 0,85).
3. Puterea critica a modulului fotovoltaic :
                             132,884,5  (4.3)PP
C CEEk PHRSWG   

unde, Gβ – prezint ă valoarea medie a radiației solare globa le pe perioada de interes în localitatea dată
pentru unghiul de înclinație β a modulului fotovoltaic. Numeric Gβ este egal cu numărul de ore pe zi de
radiație solară standard egală cu 10 00 W/m2 și se notează HRS.
Alegem panouri monocristaline de ti p: Premium 300W (HT60 -156M) [7]

Aria panoului :
21,63   A H L m   
Figura 4.1. Caracteristicile și vederea generală a panourilor fotovoltaice.
4. Numărul de panouri fotovoltaice necesare :
          2 88  09,6 10300                    (4.4)c
p
mpanoPr N uPi    

5. Suprafața tot ală a panourilor fotovoltaice :
2                    1,63 10 16,                 (4. 3 5)PV pS A N m    

6. Alegerea invertorului :
Invertorul este o componentă foarte importantă a instalației de panouri solare. Acesta captează
energia generată în curent continuu și o tranformă în curent alternativ, corespunzător nevoilor
consumatorilor electrici . Principalul beneficiu al invertorului este protejarea împotriva supra -alimentării
rețelei de tensiune și a blocajelor în cazul unor defecțiuni la panourile solare.

50
Mod Coala Nr. Document Semnăt. Data
UTM 529.1.00 2. ME
Coala Asigurarea funcționării sistemului este efe ctuată de Invertorul 3400TL -D din figura 4.2 : [ 8 ]

Figura 4.2. Vedere general ă și caracteristicile tehnice ale Invertorul 3400TL -D.
7. Alegerea contorului bidirec țional :
Contorul bidirec țional are rolul de a monitoriza c ît intra și cît iese din rețeaua electrică, astfel ca la
sfîrșitul lunii utilizator casnic să dețină informația cîtă energie a livr at în rețea sau cît a consumat. Vom
alege contorul Contor ZMG310 CR 3X240/415V5 -100A , care este un c ontor electronic multitarifar
cu conexiune directă, destinat pentru evidența energiei electrice activă și reactivă în 2 direcții. [ 9 ]
Specificații și caracteristici tehnice:
Clasa de precizie 1
Tensiunea nominală, V 3×230/400
Curentul măsurat nominal/maxim, A 5/100
Frecvența , Hz 50/60
Curentul minim măsurat, А 0,04
Energia consumată pe fază:
– puterea activă la U nom, W
– puterea totală la U nom, VA
0,8
5
Puterea totală într -un circuit de curent de 5A, VA 0,03
Numărul de tarife 6
Interfață digitală lipsește
Domeniul temperaturilor de utilizare, oС -40… +70
Dimensiuni lățimea/înălțimea/grosimea, mm 177/281,5/75
Masa, kg 1,5

Figura 4. 3. Vedere general ă și caracteristicile tehnice ale contorului.

51
Mod Coala Nr. Document Semnăt. Data
UTM 529.1.00 2. ME
Coala
Figura 4.4. Schema de principiu a unui s istem fotovoltaic conectat la rețea.

4.2. Metodica de evaluare economică a sistemului fotovoltaic
Odată cu decizia utilizării energiei electrice proprii produse prin intermediul bateriilor PV în
schimbul energiei electrice procurate de la rețelele de distribuție în domeniul asigurării funcționalității
unor consumatori pentru o casă , apare automat întrebarea: merită oare să investești într -un sistem
fotovoltaic de producere a energiei electrice? Răspunsul la aceasta întrebare poate fi dat doar făc înd o
analiz ă economic ă a tuturor variantelor posibile. În continuare scopul de bază urmărit este de a efectua
analiza economică și de a justifica: este utilizarea energ iei electrice PV o investiție bună sau nu.
În această lucrare metoda de analiză a aceste i probleme este numită și life cycle cost (costul pe
durata de viață ). Aceasta metodă ia în considerație valoare în timp a banilor sau valoarea actualizată a
fluxului monetar pe întreaga durată de funcționare a sistemului. Mai întâi de toate înainte de a p rezenta
metodologia de calcul și ca lculele numerice trebuie sa afl ăm prețurile de cost ale tuturor elementelor,
ceia ce ne -ar permite de a face o estimare totală a sistemului nostru. Costurile multor elemente l e
găsim în următoarele surse [ 7, 8, 9]. În con tinuare vom prezenta metodologia calculului economic
descriind pașii de calcul și elementele de bază care se iau în considerație în timpul calculului.

52
Mod Coala Nr. Document Semnăt. Data
UTM 529.1.00 2. ME
Coala Tabelul 4.2. Costul sistemului PV .
Echipament Cantitatea Preț/buc. [ lei ] Preț, [ lei ]
Panouri fotovo ltaice 10 5100 51000
Invertor 1 13416 13416
Contor bidirecțional 1 5402 5402
Total CSPV 69818

La etapa inițială de analiză economică costul CEA al elementelor auxiliare nu este cunoscut. Se
determin ă aceste costuri în dependență de costul total a l sistemului PV . Conform recomandărilor [ 10 ]
costul elementelor auxiliare (suportul, cablajul și alte cheltuieli) constituie 6% din costul total al
modulelor PV.
Astfel, investi ția inițială a sistemului PV se va determina cu relația ,
1,06 1,06 69818 74007                             (4.6)SPV SPVI C lei    
Cheltuieli anuale de exploatare a sistemului P V se determină în mărime de 1% din investițiile inițiale ,
0,01 0,01 74007 740                               (4.7)EPV SPVC I lei    
Cheltuieli de exploatare actualizate pentru sistemul PV,
740 8,51 6298                               (4.8)EPVA EPV AUC C K lei    
unde, KAU – coeficientul de actualizare uniform ă, care pentru o perioadă de studiu t = 20 ani este egal și
i = 0,1 sau 10% rata de actualizare .
201 (1 ) 1 (1 0,1)8,5              10,1             (4.9)t
AUiKi     

Cheltuieli totale actualizate efectuate pentru sistemul PV,
74007 6298 80305                         (4 .10)PV SPV EPVACTA I C lei    

Calculul cheltuielilor pentru consumul de energie din rețea timp de 20 ani.
Din analiza schimbării prețurilor la energie electrică în ultimii 5 ani constatăm că energia electrică
livrată s-a scumpit cu 32%. [11] Nu este garantat că următorii 5 ani prețu l la energie electrică va
rămâne neschimbat. Analizând tendința scumpirii energiei electrice putem constata că pentru urmă torii
20 ani energia electrică se va scumpi cu 128%. Astfel pentru calculele ce urmează vo m considera ca un
incremental 32% pentru fie care 5 ani de funcț ionare a sistemului.
Tabelul 4.3. Calcule economice referitoare la alimentarea din rețea pe o perioadă de 20 ani.
Alimentare de la re țea timp de 20 ani
Perioada Cost [ Lei/kWh ] Consum [ kWh ] Cost [ Lei ]
2018 – 2023 2 6600 13200
2023 – 2028 2,6 6600 17160
2028 – 2033 3,5 6600 23100
2033 – 2038 4,6 6600 30360
Total cheltueli 26400 83820

53
Mod Coala Nr. Document Semnăt. Data
UTM 529.1.00 2. ME
Coala 4.3. Concluzii și constatări
Scopul urmărit în capitolul respectiv a fost determinarea investițiilor necesare pentru implementarea
unui sistem PV pentru o casă. Au fost abordate două variante principale de analiză a posibilității și
rezonabilității implementării sistemului PV , sau alimenta rea de la rețeaua existentă. Rezultatul urmărit
a fost costul unui sistemul PV în comparație cu c ostul aceluiași kW produs de sistem alimentat de la
rețeaua de 220 V c.a. La efectuarea calculelor s -a ținut cont de costurile de întreținere și deservire a
sistemului, precum și de dinamica schimbării prețului la energia electrică , prezentată î n figura 4. 5.

Figura 4. 5. Dinamica schimbării prețurilor la energie electrică pe o perioada de 20 ani .

În urma analizei comparative făcute în baza rezultatelor din Tabelul 4. 3.
83820          80305  retea PVC lei si CTA lei
constatăm că instalarea unui sistem PV , pentru asigurare a cu
energie electrică a unei case este rezonabilă . Datorită investițiilor iniț iale mari, pe o perioadă de 20 de
ani, cu considerația ridicării prețurilor la energia electrică, preț ul energie electrice produsă de sistemul
PV este aproximativ egală în comp arație cu cel clasic , însă un mare avantaj îl are sistemul PV deoarece
este nepoluant în comparație cu cel clasic (din rețea).

54
Mod Coala Nr. Document Semnăt. Data
UTM 529.1.00 2. ME
Coala 5. SECURITATEA ACTIVITĂȚII VITALE
5.1. Introducere
Munca grea pe care omul trebuia să o efectueze înainte, a fost înlo cuită acum de o multitudine de
aparate automate, care au accelerat dezvoltarea industriei, acum totul efectuîndu -se mult mai rapid.
Astăzi, orice locuitor de pe glob folosește energie electrică, fiind total dependent de ea, fără
electricitate neputân du-se trăi civilizat. Întreruperea alimentării cu energie electrică poate provoca
pagube materiale, chiar și accidente grave. Astfel, sectorul energetic este direct legat de forța de
muncă, dar totodată această forță de muncă aparținînd sectorului dat, va fi supusă unui risc enorm în
domeniul securității muncii, de asemenea este necesar ca omul să fie sigur că ceea ce -l înconjoară nu
este dăunător și este bine verificat înainte de a se da în exploatare, deci vor fi necesare cunoștințe largi
în domeniul prot ecției și securității muncii, pentru diminuarea unor riscuri și pagube imprevizibile.
Odată ce, omul este partea cea mai flexibilă, mai adaptabilă și mai valoroasă din sistemul unei
organizații, dar și cea mai vulnerabilă la condițiile ce -i pot afec ta performanțele, vom pune un accent
esențial pe: securitatea activității vitale a omului, care va avea ca scop organizarea, asigurarea și
crearea unor condiții favorabile de muncă, în cadrul unui laborator. Astfel, acțiunile de organizare a
securității vi tale, vor conduce la sporirea activității umane, care ca rezultat va multiplica procesul de
producție și va influența pozitiv cadrul socio -economic.
Securitatea activității vitale va cuprinde un spectru larg de măsuri și mijloace social -economice,
organizatorice, tehnice, profilactic -curative, care vor acționa în baza actelor legislative și normative și
care vor asigura securitatea angajatului, păstrarea sănătății și a capacității de muncă a acestuia în
procesul de muncă.
Astfel, scopul securi tății muncii este de a reduce la minimum, probabilitatea afectării sau
îmbolnăvirii angajatului cu crearea concomitentă a condițiilor confortabile de muncă la o
productivitate maximală a acesteia.
Deci, vom analiza și descrie organizarea protecț iei m uncii în cadrul laborator ului de Surse
Regenerabile de Energie ( SRE ) din cadrul FEIE a Universității Tehnice din Moldova.

5.2. Analiza condițiilor de muncă în laboratorul SRE .
Securitate și sănătate în muncă reprezintă ansamblul de activități ce au ca scop asigurarea celor mai
bune condiții de lucru, apărarea vieții, sănătății, integrității fizice și psihice a lucrătorilor.
Condițiile de muncă sunt determinate de caracterul procesului de muncă și factorii mediului extern,
ce-l înconjoară pe lu crător în sfera de producție. În timpul activității de muncă a omului are loc
interacțiunea mediului de producție și a organismului. Omul transformă, acomodează mediul de
producție la necesitățile sale, iar mediul de producție acționează într -un mod sau al tul asupra
lucrătorilor.

55
Mod Coala Nr. Document Semnăt. Data
UTM 529.1.00 2. ME
Coala Factorii periculoși sunt acei factori care duc la micșorarea bruscă a stării sănătății sau la traume.
Iar factori dăunători sunt acei factori care pot duce la înrăutățirea sănătății și înrăutățirea condițiilor de
muncă.
Astfel, acțiunea mediului de producție în cadrul unui laborator, asupra organismului omului este
condiționată de:
 factorii fizici (se manifestă prin prezența în mediul de lucru a zgomotului, vibrațiilor,
iluminatul slab sau prea puternic, menținerea i ncorectă a parametrilor de confort: temperatura
aerului, umiditatea relativă, și presiunea aerului, exercită o influența asupra organismului,
aupra dispoziției omului și asupra productivității muncii);
 factorii chimici (se manifestă prin prezența în mediu l de lucru a diferitor gaze, vapori sau alte
noxe);
 factorii termici (sunt caracterizați de temperatura materialelor, pieselor și utilajului prezent la
locul de muncă);
 factorii psihofiziologici (se manifestă prin prezența în mediul de lucru a supraîncăr cărilor
fizice și neuro – psihice);
 curentul electric (este un factor foarte important deoarece poate duce chiar și la deces și
acțiunea lui asupra organismului este caracterizat de: tipul curentului, frecvența, puterea, starea
de sănătate a omului și de c alea curentului prin corp. Astfel, pentru a crea condiții optime și
nepericuloase de muncă acești factori trebuie normați, adică aduși la așa valori sub acțiunea
cărora nu s -ar deregla procesul de muncă și starea de sănătate a omului) ;
Toți factorii menționați reprezintă un risc pentru muncitori, necorespunderea acestor factori cu
normativele, duce la îmbolnăvirea angajaților și nu numai. Dacă mediul de lucru al omului nu
corespunde cerințelor, are loc scăderea productivității întreprinderii, deoarec e în condiții neprielnice
organismul uman se epuizează rezultînd o stare de oboseală, și chiar înbolnăvire. [1 2]
5.3. Masuri privind igiena muncii
Igiena muncii se ocup ă de studiul condi țiilor de munc ă si influen ța lor asupra st ării de s ănătate a
angajaților laboratorului, în vederea prevenirii si combaterii bolilor profesionale care duc la sc ăderea
capacit ății de munc ă și la scăderea productivit ății.
Activitatea biologic ă normal ă a organismului si înalta lui capacitate de munc ă sunt posibile n umai
atunci cînd, evitî nd eforturile de supraîncordare a aparatului de termoreglare în organism, se men ține
echilibrul termic, adic ă echilibrul dintre cantitatea de energie produs ă si cantitatea de energie cedat ă
mediului înconjur ător. Înr ăutățirea condi țiilor de cedare a c ăldurii are c a urmare acumularea acesteia în
organism si supraînc ălzirea lui, iar uneori chiar si socul termic. Pierderea excesiv ă de căldură provoac ă
răcirea organismului, afec țiuni „a frigore” si deger ături.
Prin microclimat se subî nțelege totalitatea elementelor meteorologice [temperatura, °C; umiditatea
relativ ă, %; viteza mi scării aerului, m/s; presiunea atmosferic ă, Pa; intensitatea iradierii calorice,

56
Mod Coala Nr. Document Semnăt. Data
UTM 529.1.00 2. ME
Coala J/(m3·s)], caracteristice pentru un anumit loc. În condi ții normale (temperatu ra 18…20 °C) omul pierde
circa 85 % de c ăldură prin piele, iar 15 % – pentru înc ălzirea produselor alimentare și băuturii
consumate, a aerului inspirat, precum și pentru evaporarea apei în pl ămîni. Din cele 85 % de c ăldură,
cedat ă prin piele, aproximativ 30 % se pierd prin convec ție, 45 % – prin radia ție si 10 % – prin
evaporarea sudorii de pe suprafa ța corpului.
La temperaturi majorate ale aerului vasele sangvine de pe suprafa ța pielii se dilat ă si căldura din
interiorul corpului se elimin ă în mediu l înconjur ător. La temper aturi reduse vasele sangvine se
contracteaz ă si în mediul ambiant se elimin ă mai pu țină energie termic ă.
Dacă omul se g ăseste timp îndelungat în condi ții termice nefavorabile (temperatura aerului
depășește limitele admisibile), poate avea loc supraînc ălzirea sau r ăcirea corpului înso țite de anumite
efecte negative:
La temperaturi sporite:
 supraînc ălzirea corpului uman ;
 starea u soară, înso țită de dureri de cap, ame țeli, sete, sl ăbiciune, transpira ție excesiv ă, înro sirea
pielii și temperatura corpului uman cre ste pînă la 39 °C;
 starea grea ( șocul termic), înso țită de acelea și simptome dar într -o stare mai grav ă și
temperatura corpului dep ășește 39 °C. Dac ă angajatului, care se g ăseste în stare de soc termic,
nu i se acord ă ajutor medical el poate deceda. Șocul termic prezint ă un pericol foarte mare;
 boală de cârcei de mu șchi, care este rezultatul elimin ării îndelungate a s ărurilor din corpul
uman prin transpira ție abundent ă și drept consecin ță dereglarea echilibrului salin.
În condi ții de temperaturi majorate, dac ă ele n -au condus la dereglarea termoregl ării, capacitatea de
munc ă scade, starea psihologic ă se înr ăutățește, cre ște oboseala din cauz ă că organele interne se
alimenteaz ă mai pu țin cu sî nge.
La temperaturi reduse:
 îmbo lnăvirea organelor respiratorii (r ăceală, pneumonie);
 suprar ăcire grav ă, care duce la somnolen ță, pierderea cuno stinței și la deces;
 boli profesionale de mu schi legate cu spasmele vaselor sangvine (contractarea permanent ă a
vaselor sangvine înr ăutățește alimentarea mu schilor cu microclim atul la posturile de lucru este
determinat de temperatura si umiditatea aerului, de viteza curen ților de aer si de radia țiile
calorice emise în zona de lucru.
Condi țiile de microclimat la posturile de lucru trebuie s ă asigur e men ținerea echilibrului termic al
organismului uman, corespunz ător cu nivelul activit ății desf ăsurate. Componentele microclimatului la
posturile de lucru se normeaz ă în raport cu metabolismul organismului uman. Prin metabolism se
înțelege ansamblul de pr ocese complexe de sintez ă si înmagazinare de energie (asimila ție sau

57
Mod Coala Nr. Document Semnăt. Data
UTM 529.1.00 2. ME
Coala anabolism) si de degradare, cu eliberare de energie (dezasimila ție sau catabolism), pe care le sufer ă
substan țele dintr -un organism viu.
Metabolism bazal – cantitatea de calorii prod use într -o oră, în condi ții de repaus al organismului,
raportat ă la un metru p ătrat din suprafa ța corpului. Umiditatea relativ ă a aerului nu va dep ăși 60 %.
Valorile temperaturilor și vitezelor curen ților de aer reprezint ă valori medii în sec țiunea transve rsală a
fluxului de aer la nivelul jum ătății superioare a corpului lucr ătorului. Așa cum sunt realizate lucrări cu
utilizarea presiunii, este oportun s ă se descrie si acțiunea zgomotulu i asupra personalului antrenat în
aceasta acț iune.
Zgomotul – ansam blu de sunete de diferit ă frecven ță si intensitate, nepl ăcute pentru auz, care
încurc ă comunic ării (vorbirii), cu ac țiune nefavorabil ă asupra s ănătății omului.
După caracterul spectrului zgomotele pot fi:
 de band ă largă – zgomotul cu energia sonor ă mai mar e de o octav ă de frecven țe;
 tonal – zgomotul caracterizat de sunete de o anumit ă frecven ță.
După modul de transmitere a oscila țiilor asupra organismului uman vibra țiile pot fi:
 generale – se transmit asupra întregului corp prin suprafe țele de sprijin;
 locale – se transmit prin mîini (de la uneltele de mî nă, acționate electric sau pneumatic,
panourile de comand ă etc.)
Conform frecven ței vibra țiile pot fi:
 de joas ă frecven ță: 8 și 16 Hz (local ă); 1 și 4 Hz (general ă);
 de frecven ță medie 31,5 și 63 Hz (loca lă); 8 și 16 Hz (general ă);
 de înalt ă frecven ță: 125, 250, 500 și 1000 Hz (local ă); 31,5 și 63 Hz (general ă).
Zgomotul si vivra țiile în cazul dat apare la mișcarea lichidului de presiune. Pentru reducerea
influen ței negative asupra procesului se f ace normarea. Procedura de normare a zgomotului și vibra ției
la locurile de munc ă const ă în alegerea și stabilirea valorilor admisibile ale parametrilor ce le
caracterizeaz ă, car la ac țiunea permanent ă și îndelungat ă asupra lucr ătorilor pe durata întregii activit ăți
de munc ă nu provoac ă îmboln ăviri profesionale. Normarea zgomotului se efectueaz ă în conformitate
cu normele sanitare NS 2.2.4/2.1.8. 562 -96 „Zgomotul la locurile de munc ă, în înc ăperile de locuit și
publice și pe teritoriile zonelor locative”, p rin dou ă metode:
1. După spectrul limit ă – se normeaz ă nivelurile presiunii sono re, pentru zgomotul constant în timp,
în octavele de frecven ță cu media geometric ă a frecven ței de: 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000,
8000 Hz;
2. După nivelul sunetu lui (dBA), m ăsurat la conectarea caracteristicii de corec ție a frecven ței „scara
A” a fonometrului (sonometru) – se folose ște pentru aprecierea aproximativ ă a zgomotului constant și
variabil, deoarece în acest caz nu este determinat spectrul zgomotului.
Nivelul sunetului (LA) dBA este legat de spectrul limit ă (SL) prin urm ătoarea rela ție:
LA = SL + 5 (5.1)

58
Mod Coala Nr. Document Semnăt. Data
UTM 529.1.00 2. ME
Coala Valorile admisibile ale presiunii sonore în octavele de frecven ță și ale n ivelului sunetul ui se stabilesc
în dependen ță de forma de activitate și locul de munc ă, adic ă în func ție de destina ția încăperii.
Normarea se realizeaza î n scopul determin ării m ăsurilor de protec ție și prevenire. Aceasta este o
măsură obligator ie la etapa de evitare a fac torilor de risc. Este de men ționat c ă asupra angajatului din
laborator un rol respectiv joaca as igurarea iluminatului corespunză tor pentru un lucru efectiv.
Iluminatul este o part e importanta a postului de muncă a oricării instituț ii. Asemenea este im portant
și iluminatul în laboratorul de verif icări.
Exist ă trei tipuri de iluminat de produc ție:
 natural (creat de lumina direct ă și reflectat ă a cerului),
 artificial (cî nd sunt folosite doar surse artificiale de lumin ă),
 mixt (cînd iluminatul natural i nsuficient este completat de cel artificial).
În timpul luminos al zilei iluminatul înc ăperilor de verifică ri este efectuat de c ătre sursa natural ă de
lumin ă (soare, bolta cereasc ă). Iluminatul natural poate fi lateral – prin ferestre în pere ții exteriori ;
superior – prin felinare (lucarne) de diferite tipuri și construc ții și combinat – prin ferestre și felinare
(lucarne). Folosirea unui sau altui sistem de iluminat depinde de destina ția func țional ă și de
dimensiunile înc ăperii, situarea ei în planul cl ădirii, precum și de particularit ățile climaterice ale
localit ății.
Pentru cazul nostru dup ă destina ția func țional ă iluminatul artificial se împarte în urm ătoarele tipuri:
de lucru, de avarie, de paz ă, de serviciu.
Iluminatul de lucru este obligatoriu în toate înc ăperile și pe teritori ile iluminate pentru asigurarea
lucrului normal, deplasarea oamenilor și miscarea transportului.
Iluminatul de evacuare trebuie prev ăzut pentru evacuarea din înc ăperi la deconectarea de avarie a
iluminatului de lucru în locur ile periculoase pentru trecerea oamenilor, pe sc ări, de -a lungul trecerilor
de baz ă ale înc ăperilor industriale în care lucreaz ă mai mult de 50 oameni. Menț inerea condi țiilor de
muncă î n limitele cerin ței normei î n vigoare se realizeaza prin sistemul de ve ntilare și climatizare aer.
Care pentru incaperea dat ă trebuie s ă fie 3 schimburi de aer î n timp de o or ă prin sistem natural.
5.4. Măsuri privind tehnica securității
5.4.1 Instructajul pentru tehnica securității
Analiza condițiilo r de muncă, este de fapt un proces de colectare s istematică de date care descriu
activitățile și sarcinile aferente în cadrul Laboratorului de Încercări. Condițiile de muncă în Laborator
trebuie să corespundă standardelor, normelor si regulilor de protecț ie a muncii.
Dintre aceste măsuri putem enumera :
 Temperatura din interiorul laborator ului trebuie să fie optimă pentru desfășurarea activității
(temperatura ridicată micșorează atenția și percepția, iar cea scazută micșorează mobilitatea
lucrătorilor) .

59
Mod Coala Nr. Document Semnăt. Data
UTM 529.1.00 2. ME
Coala  Mecanismele de ridicat și transportat să fie manevrate numai de personal calificat în acest scop
respectarea regulilor prescrise.
 Verificarea starii instalațiilor si dispozitivelor folosite înainte de a înepe lucrul.
 Respectarea regulilor de depozitare a elementelor auxiliare (cabluri, conectori) .
 Totdeauna a păstra curățenie și regulă la locul de lucru și în hala industrial.
 A se adresa la șef de laborator, professor direct pentru explicarea în cazul lipsei de informație
sau apariției îndoielei la execu terea lucrului.
 A fi atent în timpul executării lucrului, a nu se distrage cu convorbire sau lucru străin.
 A se folosi numai de instrumente specializate într -o stare bună de funcționare , îndrumare de
laborator . De a nu folosi instrumente ocaziționale.
 Lucr ările cu grad de pericol ridicat se execută numai după primirea permisului și ascultarea
instrucțiu nilor adăugătoar e.
5.4.2 Electrosecuritatea
Electrosecuritatea prezintă un sistem de măsuri organizatorice și mijloace tehnice, care asigură
protecți a organismului uman contra acțiunilor dăunătoare și periculoase ale curentului electric, arcului
electric. Pericolul curentului electric se agraviază în comparație cu alți factori periculoși, deoarece
omul nu poate să verifice fără aparate speciale, dacă p e conductor există tensiune. Analiza accidentelor
în producere arată că electrocutările ating 1…1,5 %. Dar cu totul alt tablou prezintă accidentele
mortale. Analiza lor a demonstrat că cazurile de electrocutare ating 40 la sută, iar în instalațiile
energ etice chiar pînă la 60 %. Este semnificativ faptul că majoritatea accidentelor mortale (80 %) se
produc în instalațiile electrice cu tensiune joasă (U < 1000 V).
Pentru evitarea accidentelor prin electrocutare, este necesară eliminarea posibilității d e trecere a unui
curent periculos prin corpul omului.
Măsurile, amenajările și mi jloacele de protectie trebuie s ă fie cunoscute de c ătre tot personalul
muncitor din toate domeniile de activitate. Principalele măsuri de prevenire a electrocutării la lo curile
de muncă sunt enumerate mai jos.
Asigurarea inaccesibilității elementelor care fac parte din circuitele electrice și care se realizează prin:
 izolar ea electrică a conductoarelor;
 folosirea carcaselor de protecție legate la pamînt;
 îngrădirea cu plase metalice sau cu tablii perforate, respectîndu -se distanța impusă pană la
elementele sub tensiune.
Folosirea mijloacelor individuale de protecție și mijloacelor de avertizare.
Mijloacele principale de protectie constau din: tije electroizolante , clești izolanți și scule cu mînere
izolante. Izolația acestor mijloace suportă tensiunea de regim a instalației în condiții sigure; cu ajutorul
lor este permisă atingerea parților conductoare de curent aflate sub tensiune.

60
Mod Coala Nr. Document Semnăt. Data
UTM 529.1.00 2. ME
Coala Mijloacele auxiliare de protectie constau din: echipament de protectie (manuși, cizme, galoși
electroizolanți), covorașe de cauciuc, platforme și grătare cu piciorușe electroizolante din porțelan etc.
Aceste mijloace nu pot realiza însă singure securitatea împotriva electrocutări lor. Întotdeauna este
necesara folosirea simultana cel putin a unui mijloc principal și a unuia auxiliar.
Mijloacele de avertizare constau din placi avertizoare, in dicatoare de seuritate (stabilire a prin standarde
si care contin indicatii de atentionare), ingradiri p rovizorii prevazute si cu placuț e etc. Acestea nu
izoleaza, ci folosesc numai pentru avertizarea muncitorilor sau a persoanelor care se apropie de
punctele de lucru periculoase.
5.5. Măsuri de securitate la incendiu
În conformitate cu legis lația în vigoare responsabilitatea pentru asigurarea securității împotriva
incendiilor a întreprinderilor, organizațiilor și instituțiilor o poartă conducătorii acestora, care sunt
obligați:
 să asigure instrucțiunile privind măsurile de securitate antiince ndiară pentru toate
subdiviziunile și unele lucrări ce țin de pericolul de incendiu;
 să organizeze studierea și respectarea regulilor și instrucțiunilor privind securitatea
antiincendiară de către toți angajații;
 să stabilească în toate încăperile un regim de pază împotriva incendiilor și să controleze
respectarea lui de către toți angajații și vizitatorii întreprinderii;
 să asigure obiectivul cu mijloace de stingere a incendiilor și de comunicare și să le întrețină în
stare de bună funcționare;
 să numească prin ordin persoanele responsabile de securitatea antiincediară a secțiilor,
depozitelor, atelierelor și altor sectoare, precum și pentru starea tehnică și exploatarea
sistemelor de ventilație, încălzire, instalațiilor de stingere automată și sistemelor d e anunțare
despre incendiu.
Responsabilitatea pentru securitatea antiincendiară a laboratoarelor o poartă șefii lor nemijlociți
sau alte persoane oficiale, numite prin ordin de către conducerea unității. Aceste persoane sunt
obligate:
 să cunoască proprietă țile incendiare ale materialelor și substanțelor ce se folosesc sau se
păstrează pe sectorul încredințat;
 să nu admită încălcarea regulilor de păstrare;
 să urmărească starea de funcționare a tuturor sistemelor și instalațiilor;
 să explice angajaților instr ucțiunile și regulile securității antiincendiare care sunt în vigoare la
obiectivul dat.
Cerințele față de sistemul de protecție împotriva incendiilor trebuie să se asigure prin:
1. Folosirea mijloacelor de stingere a incendiilor și respectiv tipurilor de teh nică antiincendiară;
2. Folosirea instalațiilor automate de semnalizare și stingere a incendiilor;

61
Mod Coala Nr. Document Semnăt. Data
UTM 529.1.00 2. ME
Coala 3. Folosirea construcțiilor de bază ale obiectivelor cu grad înalt de rezistență la foc și la
propagarea lui;
4. Organizarea evacuării la timp a oamenilor;
5. Folosirea mijloacelor colective și individuale de protecție împotriva factorilor periculoși ai
incendiului.
În cele din urmă se poate conclude și spune că la orice obiectiv al economiei naționale trebuie să
fie asigurată anunțarea la timp sau semnalizarea despre inc endiu la faza inițială cu orice mijloace
tehnice sau organizatorice.
Luînd în co siderație faptul că î ncăperile dotate cu stănduri destul de costisitoare, dar și datele
care se vor pastra sunt destul de valoroase ele se vor dota cu sisteme de alarme anti -foc și de
securitate antiincendiară acestea din urmă, au menirea de a minimaliza la maxim efectele negative
care pot apărea în caz de incendiu.
5.6. Calculul iluminatului în laboratorul de SRE
Avînd în vedere că lucrările de cercetare, proiectare se execută în săli de laborator, se va analiza calculul
iluminatului optimal pentru formarea condițiilor favorabile de muncă, care nu va influența negativ asupra
capacității de muncă a angajaților asigurîndu -le una din condițiile favorabile de muncă.
Pentru s istemul de iluminat se va folosi corpuri de iluminat cu două lămpi fluriscente în corp
2x40W de modelul ЛП02 cu curba fotometrică Г2, deoarece durata de viață este mai mare, există
economii pe durata de utilizare în plus la aceasta nu sunt costisitoare și redau un spectru de lumină
favorabil pentru organul visual.
Indicii de reflexive a încăperii:
50%;
50%;
30%.tavan
perete
podea





Parametrii încăperii:
Lungomea
15 ;Lm
lățimea
5;lm
înălțimea
3.hm
Valoarea normativă a fluxului de lumină în birourile unde se lucrează la calculator este de 300 lx.
Se pune problema de a determina numărul de corpuri de iluminat care să asigure valoarea normativă a
fluxului de lumină pentru încăperea da tă.
Indexul încăperii se va determina ca:
        15 51,25(        ) 3 (15 5              (5. ))6.1Llih L l     

Deci numărul corpurilor de iluminat se va determina astfel:

62
Mod Coala Nr. Document Semnăt. Data
UTM 529.1.00 2. ME
Coala
                                            (5.6.2)nE L l k zN   
unde, k este coeficientul iluminării minime, și își are va lorile între (1 -1,4);
z – coeficientul de rezervă cuprizînd valorile între (1,3 -2);

- valoarea fluxului de lumină;

- coeficientul de utilizare care este funcție de curba fotometrică și indexul încă perii.
Astfel valoarea numerică a corpurilor de iluminat va fi:
     300   1                       5 5 1,2 1,47,87 82 3000 0,8 (5.6.3) N     
.

Puterea totală a acestor corpuri va fi:
                     8 2 40 640             (5.6.4)l P N n P W      

unde
n este numarul de lămpi în corp;

lP – puterea consumat de către o singură lampă.
Deci pentru suprafațăade 1 m2 se va consuma puterea de:
21                             640         (5.6 8,575) 35.mPPWS  

unde S este suprafața încăperii.
Pentru obținerea unui iluminat calitativ corpurile vor fi amplasate simetric în două rîn duri

Fifura 5.1 – Aplasamentul corpurilor de iluminat în încăpere .
În cadrul calculului sau respectat toți parametrii necesari în determinarea iluminatului gen eral. În
asemenea caz se prevede pe lînga iluminatul artificial si iluminatul natural, ce t rebuie sa fie în proporții
stabilite. În caz de necesitate se poate aplica ș i iluminatul local , pentru o mai buna productivitate la
locul de muncă .

63
Mod Coala Nr. Document Semnăt. Data
UTM 529.1.00 2. ME
Coala CONCLUZII

64
Mod Coala Nr. Document Semnăt. Data
UTM 529.1.00 2. ME
Coala BIBLIOGRAFIE
1. Utilizarea surselor regenerabile de energie – eoliană , solară și hidraulică în condițiile Republicii
Moldova. Dr.hab.v. Dulgheru , Universitatea Tehnică a Moldovei –
http://utm.md/meridian/2009/MI_3_2009/10_Dulgheru_V_Utilizare a.pdf .
2. Surse regenerabile de energie: Curs de prelegeri / I. Sobor, D. Caragheaur, Ș. Nosadze; Min.
Educației și Tineretului, Univ. Tehnică a Moldovei. – Chișinău; UTM, 2006. – 380 p. ISBN 978 –
9975 -45-020-1.
3. Hărțile radiației solare din 11.05.2017 –
http://re.jrc.ec.europa.eu/pvg_download/map_index.html
4. Iradierea pe teritoriul Republicii Moldova în luna August –
http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/apps4/pvest.php# .
5. Sisteme de conversie a energiilor regenerabile, I. Bostan, V. Dulgheru, I. Sobor, V. Bostan,
A.Sochirean, Univ. Tehn. a Moldovei. – Ch.: „Tehnica -Info”, 2007, – 592 p. ISBN978 -995-63-
076-4.
6. Manualul disp ozitivului ET 250: ET 250 Solar Module Measurements . Experiment
Instructions.
7. Panouri monocristaline de tip : Premium 300W (HT60 -156M) –
http://amper.md/produs/panou -monocristalin -prem ium-300w/
8. Invertorul 3400TL -D – http://amper.md/produs/invertor -on-grid-monofazat -trifazat/
9. Contorul bidirec țional Contor ZMG310 CR 3X240/415V5 -100A –
http://gasnaturalfenosa.md/echipamente_electrice/contoare -electrice_cutii/768007
10. Photovoltaics in 2010. Vol.1 : Current status and a strategy for European industrial and market
developmen t. Luxemburg, 1996.
11. http://anre.md/files/raport/Raport%20anual%20de%20activitate_2016.pdf
12. Evaluarea condițiilor de muncă și de mediu
http://conspecte.com/Management/evaluarea -condiiilor -de-munc -i-de-mediu.html