Hledej
Zobraz:
Univerzity
Kategorie
Rozšířené vyhledávání
12 663
projektů
Měřicí systém pro sledování efektivity fotovoltaického panelu
«»
| Přípona |
Typ diplomová práce |
Stažené 1 x |
| Velikost 2,6 MB |
Jazyk český |
ID projektu 6501 |
| Poslední úprava 07.09.2015 |
Zobrazeno 1 306 x |
Autor: jiri.hosko |
Sdílej na Facebooku |
||
| Detaily projektu | ||
- Cena:
18 Kreditů - kvalita:
84,6% -
Stáhni
- Přidej na srovnání
- Univerzita:Vysoké učení technické v Brně
- Fakulta:Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií
- Kategorie:Technika » Energetika
- Předmět:-
- Studijní obor:-
- Ročník:5. ročník
- Formát:PDF dokument (.pdf)
- Rozsah A4:75 stran
1 Úvod
Fotovoltaika - přímá přeměna sluneční energie na elektrickou - se stává poslední dobou spolu s ostatními obnovitelnými zdroji energie významným energetickým zdrojem. Důvodem rapidního rozvoje tohoto odvětví je neustálý růst cen elektrické energie, pokrok v oblasti masové výroby fotovoltaických panelů, který výrazně snížil jejich cenu. Nezanedbatelnou aplikační výhodou této technologie je jednoduchý provoz fotovoltaických systémů, jejich malý dopad na ráz krajiny a život člověka (v porovnání s jinými zdroji) a v neposlední řadě velmi výhodná finanční podpora státu. Autor této práce si je potenciálu této technologie plně vědom, a proto se rozhodl věnovat se v rámci studia na VUT Brno právě fotovoltaickým systémům a problematice měření jejich účinnosti výroby elektrické energie.
Diplomová práce se zabývá návrhem a vývojem komplexního měřicího systému, jenž bude použit pro dlouhodobé sledování efektivity fotovoltaických panelů v reálných podmínkách. Cílem je získání měřicího systému, jehož výstup by poskytoval detailní analýzu negativních vlivů na účinnost výroby elektrické energie a umožňoval tak optimalizaci fotovoltaických systémů (umístění panelů, využití přirozeného proudění vzduchu pro jejich pasivní chlazení a podobně).
První kapitola teoretické části diplomové práce shrnuje získané poznatky o fotovoltaických článcích a panelech, genezi jejich vývoje a problematice jejich účinnosti. Následující kapitola ního návrhu měřicího systému včetně analýzy dostupných měřicích metod a snímačů. Součástí této kapitoly je i plán vývoje měřicího systému, který svou náročností přesahuje časové možnosti magisterského studia.
Praktická část této práce popisuje detailní návrh modulu měření výstupního výkonu fotovoltaického panelu. Jsou zde diskutovány možnosti realizace jednotlivých subsystémů modulu a provedeny výpočty parametrů zvolených obvodových řešení. Důraz je kladen na minimalizaci chyb měření a robustnost systému.
Závěr práce shrnuje výsledky komplexních testů vyvinutého modulu měření výkonu, které byly provedeny jak pomocí laboratorních přístrojů, tak i fotovoltaických panelů včetně zadaného panelu STR36-50/12. V rámci těchto testů byla provedena také kalibrace modulu a analyzovány chyby měření elektrických veličin modulem.
Fotovoltaika - přímá přeměna sluneční energie na elektrickou - se stává poslední dobou spolu s ostatními obnovitelnými zdroji energie významným energetickým zdrojem. Důvodem rapidního rozvoje tohoto odvětví je neustálý růst cen elektrické energie, pokrok v oblasti masové výroby fotovoltaických panelů, který výrazně snížil jejich cenu. Nezanedbatelnou aplikační výhodou této technologie je jednoduchý provoz fotovoltaických systémů, jejich malý dopad na ráz krajiny a život člověka (v porovnání s jinými zdroji) a v neposlední řadě velmi výhodná finanční podpora státu. Autor této práce si je potenciálu této technologie plně vědom, a proto se rozhodl věnovat se v rámci studia na VUT Brno právě fotovoltaickým systémům a problematice měření jejich účinnosti výroby elektrické energie.
Diplomová práce se zabývá návrhem a vývojem komplexního měřicího systému, jenž bude použit pro dlouhodobé sledování efektivity fotovoltaických panelů v reálných podmínkách. Cílem je získání měřicího systému, jehož výstup by poskytoval detailní analýzu negativních vlivů na účinnost výroby elektrické energie a umožňoval tak optimalizaci fotovoltaických systémů (umístění panelů, využití přirozeného proudění vzduchu pro jejich pasivní chlazení a podobně).
První kapitola teoretické části diplomové práce shrnuje získané poznatky o fotovoltaických článcích a panelech, genezi jejich vývoje a problematice jejich účinnosti. Následující kapitola ního návrhu měřicího systému včetně analýzy dostupných měřicích metod a snímačů. Součástí této kapitoly je i plán vývoje měřicího systému, který svou náročností přesahuje časové možnosti magisterského studia.
Praktická část této práce popisuje detailní návrh modulu měření výstupního výkonu fotovoltaického panelu. Jsou zde diskutovány možnosti realizace jednotlivých subsystémů modulu a provedeny výpočty parametrů zvolených obvodových řešení. Důraz je kladen na minimalizaci chyb měření a robustnost systému.
Závěr práce shrnuje výsledky komplexních testů vyvinutého modulu měření výkonu, které byly provedeny jak pomocí laboratorních přístrojů, tak i fotovoltaických panelů včetně zadaného panelu STR36-50/12. V rámci těchto testů byla provedena také kalibrace modulu a analyzovány chyby měření elektrických veličin modulem.
Klíčová slova:
fotovoltaika
články
měření
anemometr
lampa
převodníky
Obsah:
- 1 Úvod -1-
2 Fv články a jejich účinnost -2-
2.1 Historie vývoje fv článků -2-
2.2 Fyzikální princip fv článků -2-
2.3 Generace fv článků -3-
2.3.1 První generace fv článků -3-
2.3.2 Druhá generace fv článků -3-
2.3.3 Třetí generace fv článků -4-
2.4 Fv moduly, panely -5-
2.5 Účinnost fv systémů -6-
2.5.1 Bod maximálního výkonu -6-
2.5.2 Náhradní schéma fv článku -6-
2.5.3 Spojování článků v panelu -7-
2.5.4 Klimatické vlivy na účinnost -8-
2.5.5 Polohování fv modulů, koncentrátory -9-
2.5.6 Stárnutí fv panelů -10-
2.6 Shrnutí kapitoly -10-
3 Návrh měřicího systému -11-
3.1 Základní požadavky na měřicí systém -11-
3.2 Měření intenzity slunečního záření -12-
3.3 Měření výstupního výkonu fv panelu -14-
3.4 Měření teploty fv panelu -15-
3.5 Měření proudění vzduchu na fv panelu -17-
3.5.1 Požadavky na měření proudění vzduchu -17-
3.5.2 Výběr metody měření -17-
3.5.3 Mechanické metody měření -18-
3.5.4 Termické metody měření -18-
3.5.5 Akustické metody -19-
3.5.6 Principiální návrh ultrazvukového měření -19-
3.6 Meteorologické veličiny -21-
3.6.1 Teplota vzduchu -21-
3.6.2 Anemometr -22-
3.7 Sběr dat měřicího systému -23-
3.8 Bloková struktura měřicího systému -24-
3.9 Plán vývoje měřicího systému -24-
4 Návrh modulu mppl -25-
4.1 Požadavky na modul -25-
4.2 Systémový návrh modulu -25-
4.3 Výkonová část modulu -26-
4.4 Měření proudu -28-
4.5 Regulátor proudu -29-
4.6 Obvod měření napětí -30-
4.7 Ad a da převodníky -30-
4.7.1 Požadavky na převodníky -30-
4.7.2 Jednočipové řešení převodníků -31-
4.8 Návrh adc -31-
4.8.1 Časování adc -32-
4.8.2 Vstupní část adc -32-
4.8.3 Modulátor adc -33-
4.8.4 Digitální filtr adc -33-
4.8.5 Interní kalibrace adc -34-
4.9 Návrh dac -35-
4.9.1 Nastavení dac -36-
4.10 Referenční zdroj -37-
4.11 Mikrokontrolér a jeho periferie -38-
4.12 1-wire sběrnice -38-
4.13 Napájecí zdroj -38-
4.14 Mechanická konstrukce modulu -39-
4.15 Software modulu -39-
5 Fv lampa -41-
6 Ums - obslužný software pro pc -42-
7 Testy modulu mppl -43-
7.1 Statické testy převodníků adc a dac -43-
7.1.1 Statická charakteristika adc -43-
7.2 Dynamické testy adc -48-
7.2.1 Test ustálení adc -48-
7.2.2 Test rušení od síťové frekvence -48-
7.3 Dynamický test dac -49-
7.4 Test chlazení výkonové části modulu -50-
7.5 Kalibrace modulu -50-
7.6 Test přesnosti měření -51-
7.7 Laboratorní testy s fv panelem -52-
7.8 Venkovní testy s fv panelem -54-
8 Závěr -55-
9 Použité zkratky -56-
10 Literatura -58-
11 Přílohy -60-
11.1 Schéma modulu mppl -60-
11.2 Fotografie modulu mppl -64-
11.3 Ukázka software ums -66-
11.4 Fotografie testů modulu -67-