Inynierska praca dyplomowa Temat pracy Analiza kosztw wytwarzania

Inżynierska praca dyplomowa Temat pracy: Analiza kosztów wytwarzania energii elektrycznej przez małe elektrownie wiatrowe i fotowoltaiczne Title: The cost analysis of electricity production by wind and photovoltaic sources Dyplomant: Tomaszewski Promotor: dr inż. Marta Martowska Kierunek studiów: Elektrotechnika Seminarium dyplomowe - r. akad. 2017/18 Semestr zimowy: s. 314 D-20, piątek 9. 15 -12. 00

Plan prezentacji 1. Ustawa o OZE 2. Mikroinstalacja fotowoltaiczna na Wydziale Elektrycznym PWr 3. Wytwarzanie energii i mocy elektrycznej przez mikroinstalajcę fotowoltaiczną. 4. Wytwarzanie energii i mocy przez farmy wiatrowe 5. Struktura wytwarzania mocy w KSE 6. Zalety i wady wytwarzania energii i mocy elektrycznej przez farmy wiatrowe i elektrownie fotowoltaiczne. 7. Uwagi końcowe

Zapis prosumencki w Ustawie o OZE Zapis prosumencki w ustawie o OZE stwarza korzystne warunki rozwoju dla mikroinstalacji o mocy do 3 k. W, wprowadzając wsparcie ok. 75 gr za k. Wh za nadwyżkę energii elektrycznej wprowadzanej do sieci dystrybucyjnej. Mikroinstalacja fotowoltaiczna o mocy 3 k. W może wytwarzać ok. . 3 tys. k. Wh energii elektrycznej rocznie, co przy cenie 75 groszy za 1 k. Wh daje średni roczny dochód 2250 PLN. Koszt inwestycyjny mikroinstalacji fotowoltaicznej o mocy 3 k. W może wynosić ok. 15 tys. PLN, czyli zwrot kosztów nastąpi po ok. 7 latach. Taka inwestycja może być atrakcyjna dla wielu właścicieli dachów.

Badawcza mikroinstalacja fotowoltaiczna o mocy 3 razy 5 k. W na dachu bud. D-1 Wydziału Elektrycznego Politechniki Wrocławskiej

Schemat połączenia badawczej mikroinstalacji fotowoltaicznej o łącznej mocy 15 k. W z siecią średniego napięcia Badawcza mikroinstalacja fotowoltaiczna została zbudowana na Wydziale Elektrycznym Politechniki Wrocławskiej, w listopadzie 2011 roku ze środków Funduszu Nauki i Technologii Polskiej. Moduł nr 3 zawiera panele polikrystaliczne POLY (21 szt. ) o sprawności 15, 5%, kącie nachylenia 40 o (azymut południowo-zachodni 225 o), powierzchni 36, 7 m 2, mocy całkowitej 5, 04 k. W, współpracujące z falownikiem jednofazowym SMA Sunny Boy 5000 TL. Moduł nr 2 zawiera panele monokrystaliczne MONO (27 szt. ) o sprawności 14, 9%, kącie nachylenia 40 o (azymut południowo-wschodni 135 o), powierzchni 34, 5 m 2, mocy całkowitej 5, 13 k. W, współpracujące z falownikiem jednofazowym SMA Sunny Boy 5000 Moduł nr 1 zawiera panele cienkowarstwowe CIGS (56 szt. ) o sprawności 11, 8%, kącie nachylenia 40 o (azymut południowo-wschodni 135 o), powierzchni 42, 6 m 2, mocy całkowitej 5, 04 k. W, współpracujące z transformatorowym falownikiem jednofazowym SMA Sunny Mini Central 4.

Zmiany wytwarzanej mocy w typowych dobach 2014 roku: 26 lutego, 18 kwietnia i 8 lipca

Zmiany wytwarzanej mocy w typowych dobach 2013 roku: 26 lutego, 18 kwietnia, 23 lipca i 3 października 2013

Zmiany nasłonecznienia i wytwarzanej mocy 18 kwietnia 2013 r

Zmiany nasłonecznienia i wytwarzanej mocy 23 lipca 2013 r

Zmiany nasłonecznienia i wytwarzanej mocy 3 października 2013 r

Energia elektryczna wytworzona przez mikroinstalację fotowoltaiczną 15 k. W w 2014 roku z podziałem na miesiące i rodzaje fotoogniw Miesiąc – Monokrystaliczne (MONO) Polikrystaliczne (POLY) Cienkowarstwowe (CIGS) Mikroinstalacja k. Wh styczeń 137, 4 85, 6 126, 3 349, 3 luty 373, 7 253, 0 365, 2 991, 9 marzec 501, 9 391, 4 494, 3 1 387, 6 kwiecień 539, 3 438, 8 531, 8 1 509, 8 maj 640, 1 534, 7 638, 6 1 813, 4 czerwiec 713, 9 639, 4 733, 9 2 087, 2 lipiec 757, 5 617, 0 776, 2 2 150, 7 sierpień 595, 9 487, 5 602, 2 1 685, 7 wrzesień 510, 1 400, 7 512, 8 1 423, 6 październik 383, 6 294, 7 378, 4 1 056, 7 listopad 158, 7 120, 7 148, 2 427, 6 grudzień 104, 0 65, 5 92, 6 262, 1 5 416, 1 4 329, 0 5 400, 5 1 5145, 6 suma

. Miesięczne wytwarzanie energii przez poszczególne moduły oraz sumarycznie przez mikroinstalację fotowoltaiczną 15 k. W w 2014 roku

Produkcja energii elektrycznej wprowadzonej do sieci n. N przez mikroinstalację PV na bud. D-1 Produkcja energii elektrycznej z fotoogniw silnie zależy od warunków atmosferycznych przede wszystkim od nasłonecznienia, wiatru i temperatury powietrza. W Tabeli podano wartości energii elektrycznej wytworzonej w poszczególnych latach. Rok 2012 r 2013 r 2014 r Energia wprowadzona do sieci, k. Wh Roczny czas wykorzystania mikroinstalacji, godz. 15540 13672 15146 1036 911 1010

Generacja fotowoltaiczna, a generacja wiatrowa • Wytwarzanie mocy przez 3 mikroinstalcje fotowoltaiczne po 5 k. W każda ma podobne uwarunkowania pogodowe, jakie będą miały wszystkie podobne mikroinstalacje fotowoltaiczne w kraju. • Największa moc będzie generowana w godzinach południowych, a w nocy będzie to moc zerowa. Fakt ten można uznać za okoliczność korzystną z punktu widzenia bilansu mocy w KSE. • W nocy w KSE jest bardzo małe zapotrzebowanie, często prawie równe minimum technicznemu pracujących bloków cieplnych elektrowni zawodowych. • Ze względu na duży czas rozruchu, wynoszący ok. 6 godzin, duże bloki cieplne nie mogą być wyłączane na noc, dlatego generacja z wiatraków w nocy nie zawsze daje się wykorzystać.

Przebieg dobowy mocy wytwarzanej w KSE przez elektrownie wiatrowe 8 lipca 2014 roku /w nocy występują trudności z wprowadzeniem generacji wiatrowej do systemu/.

Jakość energii wprowadzanej do sieci niskiego napięcia przez 1 fazowe mikroinstalacje 3 razy po 5 k. W Dotychczasowa obserwacja pracy mikroinstalacji fotowoltaicznej 15 k. W pozwala stwierdzić, że nie powoduje ona przekroczenia dopuszczalnych wartości wskaźników jakości energii oraz że pracuje zgodnie z wymaganymi charakterystykami mocy biernej i mocy czynnej. Jeżeli chodzi o odkształcenia prądów i napięć, to zauważalna jest zależność poziomu harmonicznych w prądzie od wartości wytwarzanej mocy. Dla małych wartości mocy względny udział harmonicznych w prądzie jest znaczący. Wraz ze wzrostem mocy generowanej powyżej 20% mocy maksymalnej obserwuje się zmniejszenie odkształceń generowanego prądu. Przepływy odkształconego prądu wywołują na impedancjach sieci spadki napięć, zwiększając istniejące w sieci odkształcenia harmoniczne, ale nie powoduje to przekroczenia dopuszczalnej wartości THD. Zaobserwowano również występowanie asymetrii napięcia powodowane różnym bieżącym nasłonecznieniem i w związku z tym różną generacją poszczególnych modułów. Szczególnie widoczne jest to przy wysokich poziomach nasłonecznienia. Pojawiająca się asymetria nie przekracza jednak dopuszczalnej w sieci niskiego napięcia wartości 2%.

Standardowa charakterystyka cosfi(P) stosowana w mikroelektrowniach PV * przypadek instalacji wytwórczych o mocy Smax>13, 8 k. VA

Standardowa charakterystyka regulacji mocy czynnej w mikroelektrowni PV Charakterystyka P =f(f) sterowania mocy czynnej mikroźródła podczas zmian częstotliwości (50. 2 [Hz ], PM [W ]) P/P M Ograniczenie wytwarzania mocy czynnej d P= 40% P M/Hz 1. 0 0. 8 0. 6 0. 48 0. 4 0. 2 f[Hz ] 47. 5 50. 0 50. 2 51. 5 47, 5 Hz f 50, 2 Hz - wytwarzanie bez ograniczeń f < 47, 5 Hz i f > 51, 5 Hz - wymagane wyłączenie

Uwagi końcowe 1. Komunikacja z prosumentami przez internet. 2. Graficzne bazy danych rozmieszczenia mikroinstalacji. 3. System kontroli równomierności przyłączania mikroinstalacji do poszczególnych faz sieci niskiego napięcia. 4. Tworzenie i aktualizacja baz danych do obliczania rozpływów mocy. 5. Oprogramowanie komputerowe do wyznaczania 3 -fazowych rozpływów mocy w sieci niskiego napięcia. 6. Wymiana transformatorów na transformatory z regulacją przekładni transformatorów pod obciążeniem w stacjach SN/n. N. 7. Wprowadzanie energoelektronicznych systemów regulacji napięcia w stacji transformatorowej.

DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ