Wyniki 1-10 spośród 10 dla zapytania: authorDesc:"Artur Bugała"

Wybrane aspekty energooszczędnego budownictwa

Czytaj za darmo! »

Obecnie w krajach europejskich udział budownictwa w całkowitym zużyciu energii wynosi 40-50% [7, 9, 26]. Jest to wynikiem nie tylko strat ciepła, ale przede wszystkim zużycia energii potrzebnej na wentylację, chłodzenie i oświetlenie pomieszczeń użytkowych. Wymagania stawiane przez Unię Europejską zmierzają do ograniczenia strat energii. Służy temu Dyrektywa EPBD - Energy Performance of Buildings Directive z 2002 r. i jej nowelizacja - tzw. RECAST, która została przyjęta przez Parlament Europejski 18 maja 2010 r. Określa ona normy energetyczne dla obiektów budowlanych [7, 9]. Celem jest opracowanie koncepcyjnego projektu budynku o zerowym saldzie energetycznym, przy czym z jednej strony budynek powinien charakteryzować się wyjątkowo niskim "zapotrzebowaniem" na energię, z drugiej powinien ją w znacznym stopniu pozyskiwać z odnawialnych źródeł energii, względnie odzyskiwać w procesie rekuperacji [1, 15, 17]. W większości opracowań autorzy skupiają się na problemie konwersji termicznej energii promieniowania słonecznego w budynku [4, 5], rozpatrują możliwości jej pozyskiwania przy zastosowaniu pomp ciepła czy kolektorów [2, 3, 9, 21] oraz możliwości zaprojektowania ścian i okien o dobrej izolacyjności [2, 9, 27]. Ta nadwyżka zrekompensuje po 40 latach zużycie energii wykorzystanej podczas prac przy jego budowie i przy produkcji materiałów budowlanych. Na rysunku 1 zestawiono produkcję i zużycie energii w domu standardowym i inteligentnym - energooszczędnym. Takie rozwiązanie wymaga rozpatrzenia różnych aspektów sprawy i zastosowania różnorodnych technologii oraz włączenia do oceny energetycznej budynków zarówno tych projektowanych jak i modernizowanych, programów symulacyjnych oraz programów zarządzających kompleksowo gospodarką energetyczną obiektu [16]. Aspekty energooszczędności budynku Problem energooszczędności należy rozwiązywać już na etapie projektowania budynku, gdyż budynki już istniejące trudniej jest zaadaptować d[...]

The influence of inclination and azimuth angle of PV modules on the energetic gain


  The angle of incidence of solar radiation on the PV panel or plane is a function on many factors: the angle of solar declination, the angle of latitude, the hour angle, the azimuth angle and the angle of receiver inclination to the ground. The declination angle depends on the day of the year, the hour angle taking the value in accordance to the time of the day, the angle of the latitude depends on the location. The next parameter, that is the azimuth angle of the receiver is the deflection accounted from the local meridian to the south direction [4]. Dependence of the energy possible from Sun on the above mentioned parameters may be reduced by optimal orientation of the PV panel. Many authors dealt with this problem [1, 2, 3, 4, 6, 7]. Density of solar radiation flux Total solar radiation is a hemispherical radiation, achieving the receiver surface of any spatial orientation, from the solid angle in the range 2π [sr], supplemented by the component reflected from the ground and from the objects surrounding the receiver. In particular case of a receiver located in parallel to the ground the reflected component does not exist. Direction of incidence of the direct radiation at an inclined surface is evident - it is identical to the direction of the radiation beam. In case of the receiver that is inclined with respect to the ground proper definition of the diffused radiation is the most difficult. Three components should be specified in this radiation: - isotropic radiation; - circumsolar radiation; - the radiation coming from the bright horizon. The first of these components is distinguished by the fact that it comes uniformly from the whole hemisphere. On the other hand, the circumsolar component is a result of diffusion of the solar radiation. Nevertheless, it is specifically related to the direct component. The third component is focuse[...]

Zyski energetyczne w wyniku stosowania rozwiązań nadążnych w układach fotowoltaicznych


  Dostosowanie orientacji przestrzennej odbiornika energii słonecznej względem kierunku padającego promieniowania słonecznego w celu uzyskania optymalnych zysków energetycznych, można realizować w układach stacjonarnych oraz układach nadążnych, tzw. "śledzenia za Słońcem" jedno- lub dwuosiowych. Zdecydowanie korzystniejsze rezultaty osiąga się przy zastosowaniu drugich z tym, że takie rozwiązanie wymaga dodatkowych nakładów finansowych (konstrukcja, montaż i eksploatacja - nieznacznie zwiększone zapotrzebowanie na energię elektryczną do zasilania układu). Charakterystyka układów nadążnych w fotowoltaice Na gęstość mocy promieniowania słonecznego, docierającego do odbiornika wpływ ma zarówno intensywność samego promieniowania jak i współczynnik przezroczystości atmosfery czy kąt padania promieni słonecznych na powierzchnię odbiornika, wynikający z pozornego ruchu Słońca. Zapewnienie optymalnego, ze względu na zysk energetyczny, kąta padania promieniowania można uzyskać w wyniku zmian orientacji przestrzennej odbiornika (kąta pochylenia do podłoża i kąta azymutu), przy czym dobre rezultaty można osiągnąć już w przypadku zmian nawet tylko w jednej płaszczyźnie [6, 7, 13]. Pozycjonowanie jest przeprowadzane zgodnie z parametrami astronomicznymi, np. na podstawie lokalizacji wybranej gwiazdy - w określonych odstępach czasu. Stosuje się metodę tzw. układu otwartego lub zamkniętego. Pierwsza z nich jest energochłonna i nie zapewnia wysokiej sprawności. Druga metoda - dzięki zainstalowaniu specjalnych czujników - pozwala uzyskać dodatkowe informacje o rodzaju, kierunku i wartości promieniowania. Połączenie obu wymienionych metod daje układ hybrydowy [9]. Dostosowanie orientacji przestrzennej odbiornika PV realizuje się w wyniku okresowej zmiany położenia w jednej lub dwóch osiach, przeprowadzanej ręcznie, względnie automatycznie. Układ jednoosiowy "podąża" za Słońcem ze wschodu na zachód (co stanowi odwzorowanie dziennej wędrówki Słoń[...]

Analiza wpływu uwarunkowań zewnętrznych w celu wykorzystania energii Słońca w fotowoltaice


  Na dostępność zasobów słonecznych wpływa wiele czynników zewnętrznych: lokalizacja geograficzna, czynniki czasowe (w skali dnia i roku), zachmurzenie, liczba godzin słonecznych. Potencjał energii słonecznej zapewnia znaczne możliwości, ale wymaga właściwego zagospodarowania i zneutralizowania niekorzystnych czynników zewnętrznych [1, 4, 6, 10]. Charakterystyka dostępności potencjału słonecznego w Polsce Obszar Polski (49°-54,5°N) ma warunki nasłonecznienia zbliżone do większości krajów europejskich [2, 5, 6, 7, 8]. Roczną gęstość energii promieniowania słonecznego na płaszczyznę poziomą (dla większej części Polski), w skali roku można ocenić średnio na ponad 1000 kWh/m2. Szczególnie korzystnymi warunkami dla rozwoju energetyki słonecznej charakteryzuje się Wybrzeże (Gdańsk - 1117 kWh/m2 i Szczecin - 1137 kWh/m2). Wynikiem wpływu kąta szerokości geograficznej na dostępny potencjał słoneczny jest zmienność liczby godzin słonecznych. W wielu regionach kraju liczba godzin słonecznych przekracza 1600 godzin rocznie, podczas gdy w innych nie osiąga nawet 1500 [9]. Zasadniczo godziny aktywności słonecznej w różnych dniach roku zawierają się w zakresie od 8 do 16. Niestety rozkład promieniowania w skali roku charakteryzuje się znaczną nierównomiernością [9], 75% rocznego potencjału przypada na okres wiosenno-letni. Drugim problemem jest u nas znaczny udział składowej dyfuzyjnej w promieniowaniu - średnio 50%, a w okresie zimowym - nawet ponad 70%. Liczba godzin słonecznych Usłonecznienie charakteryzuje czasookres dostępności potencjału słonecznego w ciągu dnia. Przyjmuje się, że dotyczy godzin z gęstością mocy promieniowania ≥120 W/m2. Zależy od długości dnia, współczynnika przezroczystości atmosfery i zachmurzenia. Ze względu [...]

Energetic effectiveness of photovoltaic modules operating with the follow-up systems

Czytaj za darmo! »

The paper presents the results of the research carried out in summer periods in 2011 and 2012 for two geographical locations, i.e. Poznań (Poland) with geographic coordinates 5224'30"N, 1656'3"E and Playa del Ingles (Gran Canaria, Spain) - 2745'24''N and 1534'43''W, and for various time coordinates (within day and year scale), with consideration of the angle of receiver inclination with respect to the horizon and with various azimuth angles. Differences in solar radiation were considered in the research. The results so obtained give evidence of usefulness of the use of the follow-up systems in our weather conditions in order to achieve optimal values of power density of the radiation. Streszczenie. W pracy przedstawiono wyniki badań przeprowadzonych w okresie letnim 2011 i 2012 roku dla dwóch lokalizacji geograficznych Poznań (Poland) o współrzędnych geograficznych 5224'30"N i 1656'3"E oraz Playa del Ingles (Gran Canaria Spain) - odpowiednio - 2745'24'' N i 1534'43'' W oraz różnych współrzędnych czasowych (w skali dnia i roku), z uwzględnieniem zmian kąta pochylenia odbiornika do horyzontu jak i zmian kąta azymutu. Uwzględniono przy tym zróżnicowaną intensywność promieniowania słonecznego. Uzyskane wyniki wskazują na celowość stosowania układów nadążnych w naszych warunkach klimatycznych dla uzyskania optymalnych wartości gęstości mocy promieniowania("Energetyczna efektywność modułów fotowoltaicznych pracujących w systemach nadążnych"). Słowa kluczowe: konwersja fotowoltaiczna, efektywność, dwuosiowy tracker, zysk energetyczny. Keywords: photovoltaic conversion, effectiveness, double - axis tracker, energetic gain. Introduction Apparent Sun motion is a reason why the incidence angle of solar radiation on the energy receiver surface [...]

Power generation by a photovoltaic installation during standard operation as well as malfunction of micro power inverters


  The tests performed make it possible to determine the efficiency of the systems as a result of comparing the power values in direct current (DC) and alternating current (AC) circuits for two systems: a stationary structure operating with the same inclination angle β = 40° set on the basis of model calculations and with the azimuth angle γ = 0° (the axis of the module plane directed towards the south), and for a two-axis tracking system in which the position of the PV receiver is modified along two orthogonal axes. A schematic design of the stand is presented on Fig. 1.A photovoltaic installation on a flat roof of a building at the height of 25 meters from ground level requires protection against direct lightning discharge and atmospheric short circuit [4]. For this purpose, both systems were connected to the existing grounding installation. A view of the test stand is presented on Fig. 2. The results presented encompass a wide range of electric power fluctuation values as dependent on the current weather conditions. Power density of solar radiation determines the amount of electric energy produced. It was measured by means of two LB- 900 sensors installed on the profile of the tracking system and on the frame of the stationary structure and positioned on the module plane. The LB-900 sensor is presented on Fig. 3.The measurement is conducted by means of a microprocessor system and a sensor. The instrument is equipped with a digital current interface showing fluctuations in time. Apart from transmitting the data, it also serves as the power supply of the meter. Its calibration involves sending the data obtained in reference conditions by means of the interface to the non-volatile memory. By means of the interface and with the use of an LB-375 converter, the instrument was connected to a data collection system in the form of a laptop. The two-terminal converter connection transmits the data received from the interface of th[...]

Comparison of the efficiency of solar modules operating with a two-axis follow-up system and with a fixed mount system

Czytaj za darmo! »

The study compares the production of electric power and energy in the two photovoltaic systems working independently: -fixed, with one angle setting during the year, -two-axis tracking. The analyzed systems are located in Poznan, at an altitude of about 25 meters above the ground (the roof of the Faculty of Electrical Engineering building - Poznan University of Technology) and equipped with photovoltaic modules using the same polycrystalline technology and characterized by the same capacity. Distribution of power density of solar radiation on the surface of both PV modules was examined and the production of electricity from photovoltaic conversion between the two approaches was compared. Streszczenie. W pracy porównano produkcję mocy i energii elektrycznej w dwóch pracujących niezależnie od siebie układach fotowoltaicznych: - stacjonarnym, o jednym całorocznym ustawieniu kątowym, - nadążnym dwuosiowym. Analizowane układy zlokalizowane są w Poznaniu na wysokości około 25 metrów nad poziomem gruntu (dach Wydziału Elektrycznego Politechniki Poznańskiej) i wyposażone w moduły fotowoltaiczne, wykonane w tej samej technologii polikrystalicznej i charakteryzujące się tą samą mocą. Zbadano rozkład gęstości mocy promieniowania słonecznego na powierzchni obu modułów PV i porównano produkcję energii elektrycznej w wyniku konwersji fotowoltaicznej w obu rozwiązaniach. (Porównanie efektywności modułów fotowoltaicznych pracujących w układzie nadążnym dwuosiowym i stacjonarnym) Słowa kluczowe: konwersja fotowoltaiczna, efektywność, dwuosiowy tracker, zysk energetyczny. Keywords: photovoltaic conversion, efficiency, double - axis tracker, energetic gain. Introduction Electric energy produced by a photovoltaic system is strictly correlated with the structural and technical parameters of the PV module itself and it is a function of its spatial orientation [1][2]. The first of the factors discussed determines the efficiency of the conversion of solar energ[...]

Assessment of convergence between current - voltage characteristics of photovoltaic modules from mathematical calculations and measurements in real conditions DOI:10.12915/pe.2014.03.037

Czytaj za darmo! »

Based on equivalent two - diode solar cell circuit an algorithm for determining the current - voltage characteristics was developed and computer simulation was performed for selected silicon modules. The impact of electrical and thermal parameters of solar cells, area of the module, quality factors, number of cells connected series and parallel and impact of external conditions, especially density of solar radiation and the temperature was included. Measuring verification of current - voltage characteristics of selected PV modules was carried out in real conditions. The measurements of radiation power density on the surface of PV module were included. Obtained results confirmed the results of the calculations. (Assessment of convergence between current - voltage characteristics of photovoltaic modules from mathematical calculations and measurements in real conditions) Streszczenie. Opracowano algorytm wyznaczania charakterystyk prądowo - napięciowych na podstawie dwudiodowego schematu zastępczego ogniwa i przeprowadzono symulację komputerową dla wybranych modułów krzemowych. W rozważaniach uwzględniono parametry elektryczne i cieplne ogniw, składających się na moduł, powierzchnię roboczą modułu, współczynniki jakości, liczbę ogniw połączonych szeregowo, jak i liczbę szeregów ogniw oraz wpływ warunków zewnętrznych, w szczególności nasłonecznienia i temperatury na pracę modułów. Przeprowadzono również weryfikację pomiarową charakterystyk prądowo - napięciowych wybranych modułów w warunkach rzeczywistych. Badania uzupełniono o pomiary gęstości mocy promieniowania na powierzchni modułu. Uzyskane wyniki pomiarów potwierdziły te otrzymane z obliczeń. (Ocena zgodności pomiędzy charakterystykami prądowo - napięciowymi modułów PV na podstawie obliczeń matematycznych i pomiarów w warunkach rzeczywistych) Słowa kluczowe: charakterystyki prądowo - napięciowe, model dwudiodowy, gęstość mocy promieniowania, parametry elektryczne. Keywords: current - volt[...]

An original design and implementation of a stand used to test the power efficiency of two-axis tracking structures in photovoltaics DOI:10.12915/pe.2014.04.055

Czytaj za darmo! »

The work presents the design and the physical construction of a test stand consisting of a two-axis tracking installation with astronomical positioning and a fixed structure with the specific surface inclination angle (determined through the power efficiency optimization process) and the azimuth angle. On the basis of the analyses as well as the model tests performed, the control type and the components, such as: the power inverter, monitoring devices and external radiation power density sensors were selected. The system makes it possible to perform measurements of electric energy generation throughout the year and to estimate the efficiency of the tracking structures used in the conditions specific to the city of Poznań. Streszczenie: W pracy przedstawiono projekt oraz realizację stanowiska składającego się z układu nadążnego dwuosiowego z pozycjonowaniem astronomicznym i układu stacjonarnego pracującego z kątem pochylenia płaszczyzny (określonym na podstawie obliczeń optymalizacyjnych) i kątem azymutu. Na podstawie wstępnych analiz i obliczeń modelowych określono rodzaj sterowania jak również dobrano: mikroinwertery, układ monitoringu oraz czujniki gęstości mocy promieniowania słonecznego. System umożliwia przeprowadzenie pomiarów całorocznych produkcji energii elektrycznej oraz oszacowanie wydajności jednostki nadążnej dla warunków odpowiadających miastu Poznań. (Projekt i konstrukcja stanowiska do pomiaru energooszczędności nadążnych układów pozycjonujących dla ogniw fotowoltaicznych). Słowa kluczowe: traker, układ stacjonarny, zysk mocy, gęstość mocy promieniowania, energia odnawialna. Keywords: tracker, fixed system, power gain, radiation power density, renewable energy. doi:10.12915/pe.2014.04.55 Introduction In most photovoltaic systems, both low - power used by individual consumers, as well as objects of high - power (photovoltaic farms) there is a fixed solution for setting the PV modules in accordance with an average year - rou[...]

The UNIPEDE method of assessing electric energy generation costs in photovoltaic systems DOI:10.12915/pe.2014.12.15

Czytaj za darmo! »

The paper presents a methodology for calculating the cost of production of a unit of electric energy from photovoltaic systems, fixed and 2-axis tracking, according to the designed and constructed system working in the Institute of Electrical Engineering and Electronics of Poznan University of Technology. Assumptions and input data for the analysis, including the discount factor, are presented. A pseudorandom number generator for the assumed range of electric energy variations was created for the purpose of the calculations. The cost of electric energy production with the use of a photovoltaic system with the maximum power of 1,05 kWp was compared with other technologies. (The UNIPEDE method of assessing electric energy generation costs in photovoltaic systems) Streszczenie: W pracy przedstawiono metodykę oceny kosztów wytwarzania jednostkowej energii elektrycznej dla układów fotowoltaicznych stacjonarnych i nadążnych dwuosiowych na przykładzie zaprojektowanego i wykonanego układu pracującego w Instytucie Elektrotechniki i Elektroniki Przemysłowej Politechniki Poznańskiej. Przedstawiono założenia oraz dane wejściowe do analizy z uwzględnieniem rachunku dyskonta. Na potrzeby obliczeń przygotowano generator liczb pseudolosowych dla założonego przedziału zmienności produkowanej energii elektrycznej. Porównano koszt produkcji energii elektrycznej z wykorzystaniem układu fotowoltaicznego o mocy maksymalnej 1,05 kWp z uwzględnieniem innych technologii wytwórczych. (Metoda UNIPEDE oceny kosztów wytwarzania energii elektrycznej w układach fotowoltaicznych) Słowa kluczowe: koszt wytworzenia, współczynnik dyskonta, układ fotowoltaiczny, energia elektryczna Keywords: generation cost, discount factor, photovoltaic system, electricity doi:10.12915/pe.2014.12.15 Introduction Strengthening of the economic policy of the country will result in lowering the discount factor, whose value influences the assessment of the validity of energy generation from se[...]

 Strona 1