Solcelle selvbyg. Solens energi Solindstråling Solcelleanlæg Solcelletyper Inverter Tilbagebetalingstid Solceller på FC

Transkript

1 Solcelle selvbyg Solens energi Solindstråling Solcelleanlæg Solcelletyper Inverter Tilbagebetalingstid Solceller på FC Tagintegreret solceller Solcelle placering Solcelle montering Effektivitet Solcelleanlæg design Kabler og stik Standalone anlæg Solcelle projekter i DK Christian Schmidt-Møller, Nordisk Folkecenter

2 Solens Energi Sol en time = energi til hele jorden for et år.

3

4

5

6 Solindstråling Samlede mængde stråling som kommer fra solen. Måles som watt pr. m² (Watt/m²) Solarkonstanten målt uden for atmosfæren = W/m² DK = W/m²

7 1.800 solskinstimer pr. år i DK kwh/m² pr. år på vandrette flader kwh/m² pr. år på flader med 45 hælding og vendt mod syd.

8

9 Photovoltaics = PV Nettilsluttet anlæg Solceller Inverter Elmåler Solcelleanlæg

10 Solcelle teknologier

11 EWS

12 PV modul himin HG-185S - Monokrystalinsk solcellepanel - 185Wp (Watt peak) - Modul effektivitet = 14,5% x 81 cm - 5 års garanti - 80% effektivitet efter 20 år - Mindre effektiv med højere temperatur - 72 celler i serie af 0,5V = 36V - 5A

13

14 Inverter Laver solcellestrøm (DC) om til netstrøm (230V AC) Synkronisere spænding og frekvens med elnettet. Effektivitet 90% 95% MPPT, Maximum power point tracker Inverter input 200 til 600V DC Ofte input for flere strenge

15 Hvor stort? DK - 1 kwp i gode forhold op til 900 kwh pr. år Gennemsnit husstand i DK ca kwh pr. år. Selvforsyning med elektricitet ca. 4kWp anlæg Ikke større end selvforsyning netto afregning Overproduktion betales dårligt. Wattpeak 1kWp = 1kiloWattpeak = 1000Wattpeak international specifikation. solindstråling på 1000W/m2 celletemperatur på 25

16

17 Tilbagebetalingstid Økonomisk 10 til 15år Energimæssigt 1 til 2 år

18 Parametre Solcelle teknologi Solcelle placering Anlægspris Elpriser Politik

19 Referanceanlæg - bygselv 4kWp monokrystalinsk 3600 kw/h årligt - 40 taghældning mod syd ,- inkl. elektriker. Byg selv 0,5% mindre produktion pr. år.

20 El-priser De sidste 35år steget med ca. 7% i gennemsnit pr. år. International Energy Agency og den danske energistyrelsen regner med 6% om året. I de følgende beregninger bruger vi 5% stigning om året.

21 Politik Nettoafregning Tilskud Energiselskaber set fra 5.000,- til ,-

22 El-priser El-pris kw/h Stigning i El-pris = 5% årligt El-pris i 2040 = kr. 8,64,-

23 EL-produktion i kr. pr. år Produktion pr. år i kr År 2010 = 3600 kw/h x 2,0 kr. = kr ,- År 2040 = kr ,- Reduktion i El-produktion om året = 0,5%

24 Tilbagebetaling kontant betaling kr kr kr. 0 -kr kr Skyldig beløb -kr kr Tilbagebetaling = 9,7 år År 2040 tjent beløb = kr ,-

25 Tilbagebetalingstid lån 5% kr kr kr kr kr kr kr kr kr kr kr Skyldig beløb Tilbagebetalingstid = 12,8 år Lån 5% pro anno Afdrag = normal betaling for el 3600 kw/h pr. år

26 Solcelleanlæg på Folkecenteret Teknologi Monokrystalinsk Tyndfilm - CIS (copper, indium, selenium) Kapacitet 3,7kWp 3,84kWp Udregnet årlig kwh kwh produktion Antal paneler 20 stk 48 stk Solpanel type Himin HG185S Schüco SPV 80-TF 80 W Solpanel effektivitet 14,5% 10,1% Fabrikations land Kina Tyskland Solcelleanlæg areal 25,6m² 38m² Pris incl. moms ,- DKK ,- DKK

27 Solcelleranlæg i går Tyndfilm 3,84kWp Opsat 17. juni 2010 Produktion til 27. aug = 1249Wh Krystalinsk 3,7kWp Opsat 9. juli 2010 Produktion til 27. aug = 688kWh Fra den 19 juli til 28. aug diff. på 18% Diff. mellem 3428 og 3253 = 6%

28

29

30 tagintegreret PV

31 Tagintegreret PV

32 Tagintegreret PV

33 BIPV

34 BIPV

35 Placering af solceller mod solen Placering af solceller i forhold til solen Horisontalt = Tilt = taghælding 0-90 Vertikalt = Azimut = verdens hjørner N S - Ø V Mest optimalt i DK Tilt = Azimut = Syd

36 Tilt = breddegrad Teoretisk er optimal tilt = aktuel breddegrad, FC = 57 Optimeret for mere solenergi om sommeren. Optimal tilt i DK = 38-40

37 Tyndfilm FC Beregninger på tyndfilm anlæg på Folkecenteret 3,84kWp Årlig produktion udregnet 3405kWh Tilt = 28 Azimut = SSØ = -20 (i forhold til syd) = 160 (i forhold til nord) 97% i forhold til optimal placering (3521kWh ) Tilt vinkel i grader Tilt Total årlig produktion i kwh Produktion i % i forhold til optimal % % % % % % % % % % Azimut vinkel Azimut Total årlig produktion i kwh Produktion i % i forhold til optimal East % South-East % South % South- West % West %

38

39 Beregning af solcelleanlæg Folkecenteret har købt Dr. Valentien Frit program til udregning af solcelleanlæg

40

41 Montering af PV Montering på eksisterende tag Aluprofiler Integreret i tag (ny og gammelt) Integreret i vinduer. tyndfilm

42 PV montering på profiler

43 Alu profiler

44 Montering på tegltag Monterings fødder monteres på eksisterende spær.

45 Montering på eternit Montering af skruer i eksisterende huller eller boring af nye i toppen af bølgen

46 Montering på ståltag / trapez Montering med skruer direkte i trapezplade Min tykkelse Stål 0,63mm Alu 0,8mm Montering med skrue i lægte / spær.

47 Montering på tagpap Montering på tagpap Vigtigt ikke at bryde membran, så huller ikke ødelægger undertag.

48 PV på flade tage I DK mest optimalt med en hældning på 25 til 30 grader på flade tage for at undgå skykke på bagved læggende PV

49 Sun-tracker Følger solens bevægelse fra morgen til aften (1 akset) med en effektforøgelse på op til 30%. Nogen kan også følge med sommer og vinter (2 akset) og så stiger effektforøgelsen med yderligere 6%

50 Belastning af tag Husk at få beregning af tag inden man går i gang med installation af PV, er det vigtigt at få beregninger af belastning af tag. Tyndfilm installation hos FC 48 moduler af 12,5kg = 600kg Aluprofiler + montering = 130kg I alt 730 kg Belastning pr. m² = 730kg / 38m² = 19,2kg/m²

51 Montering nye metoder

52 EWS 140 ansatte Flensborg 500 kwp 7 ansatte skysurfer

53 2 Strings A 1 of 10 series B 1 of 10 series connected in parallel Krystalinsk FC A B Inverter To Grid Web-logger PC Display

54 2 Strings A 3 of 6 series connected in parallel B 3 of 6 series connected in parallel Tyndfilm FC A B Inverter Web-logger PC Display To Grid

55 PV design Power / Watt = strøm (ampere) x spænding (volt) 36,5V x 5,05 = 184,3W Inverter indgang 200 til 600V DC i flere strenge. Mindre strøm = mindre effekttab i ledninger. Opdeling i strenge er mindre skyggefølsomt

56 Parallel forbindelse Plus U=36V I=5A I=10A I=15A Minus Spænding (U) forbliver den samme = 36V Den samlede strøm (I) bliver addition af strømmen i de 3 paneler = 3 x 5A = 15A

57 Seriel forbindelse Plus Minus I=5A U = 36V x 3 = 108V DC Den samlede spænding (U) bliver addition af spændingen i de 3 paneler U = 36V x 3 = 108V DC Strømmen (I) forbliver den samme = 5A

58

59

60 Solcelledesign FC tyndfilm Inverter Danfoss ULX 3600 HV Max effekt 3900W Spænding V Strøm 2 x 7A Solceller Schüco SPV 80-TF Effekt 80W Spænding 41V Strøm 1,95A

61 2 Strings A 3 of 6 series connected in parallel B 3 of 6 series connected in parallel Tyndfilm FC A B I=1,95 A I=5,85 A PC Inverter Web-logger Display U = 8 x 41V = 328V To Grid

62 2 Strings A 1 of 10 series B 1 of 10 series connected in parallel Krystalinsk FC A I=5,05 A B Inverter U = 10x36,5V = 365V To Grid Web-logger PC Display

63 Solcelle kabler Jo tykkere kabel, jo mindre effekttab Tykkelse målt i kvadrat mm² 4mm² og 6mm² er de mest benyttede Specielle PV kabler er dobbelt isoleret op til 1000V Beregning PV krystalinsk FC 40 m kabel i en streng 5A i hver streng Modstand 4mm² = 4,75/1000 x 40 = 0,19 ohm Spændingsfald 4mm² = 5,05 x 0,19 = 0,95 V (0,26%) Spændingsfald 6mm² = 5,05 x 0,135 = 0,68 V (0,18%)

64 PV stik MC4 Mest udbredt i dag Sikkerhedslås Vandtæt Specielværktøj MC3 Ses stadig på tyndfilm Ingen Sikkerhedslås Vandtæt Specielværktøj Svær at samle

65 Performance Ratio Forhold mellem den teoretiske og praktiske effekt som tilføres elnettet. Normalt mellem 75 og 80 % Modul refleksion. Modul temperatur. Effekttab i kabler. Inverter Inverter installation

66 Hvad kan man gøre selv Hvis man kan bruge en skruetrækker og en hammer, kan man også montere aluprofiler på sit tag. El-installation af solpaneler og inverter skal altid ske i samarbejde med en autoriseret elektriker. Det er elektrikeren der bestemmer hvor meget I selv må udføre.

67 Standalone - batteritilkoblet Ikke tilsluttet elnettet. Laderegulatoren sørger for ikke at overoplade batteri.

68 Suncil Hovedsæde i Toftlund. Distribueret MPPT. Levere 230V direkte fra hvert panel. Op til 30-40% mere energi.

69 Risø 3. generations solceller i plast. Polymer-celler Fleksible. Kan trykkes på alm. trykkerimaskiner. Produktion af kvadratmeter på en time = et år siliciumsolceller. Levetid op til et år. 10 gange mindre effektive en siliciumsolcellen. Fra ing.dk - Skt. Hans Aften rullede de første 100 meter solceller af polymer gennem trykkemaskinen hos printelektronikvirksomheden Mekoprint i Støvring i Nordjylland.