użytkowych opracowany przez Stowarzyszenie Branży

Stowarzyszenie Branży Fotowoltaicznej - Polska PV
Projekt wytycznych do sporządzania programów funkcjonalnoużytkowych opracowany przez Stowarzyszenie Branży Fotowoltaicznej –
Polska PV
Etap prac na 15.08.2015 r.
1. Dobór mocy mikro elektrowni fotowoltaicznej
Założenie
Moc mikro elektrowni należy dobrać
indywidualne dla każdego rozpatrywanego
obiektu.
Moc mikro instalacji fotowoltaicznej nie
powinna przekraczać 40 kW
Uzasadnienie
Każdy obiekt posiada indywidualny profil
zapotrzebowania na moc i energię oraz
możliwości techniczne montażu elektrowni PV
Zgodnie z ustawą o odnawialnych źródłach
energii górną granicą mocy dla mikroinstalacji
jest moc 40 kW. Zgodnie z przepisami prawa
tylko w przypadku mikroinstalacji występują:
Największe ułatwienia w zakresie przyłączenia
do sieci OSD, rozliczenia energii w bilansach
półrocznych, Brak koncesji czy zgłoszenia do URE
W przypadku przekroczenia mocy
przyłączeniowej konieczne będzie wystąpienie
do lokalnego operatora sieci dystrybucyjnej o
wydanie warunków przyłączeniowych, które w
przypadku braku technicznych możliwości
przyłączenia danej mocy mogą być odmowne
Możliwość bilansowania energii w sieci w
okresach półrocznych powoduje, że nie jest
potrzebna idealna korelacja profilu zużycia
energii w obiekcie z profilem produkcji energii
przez instalację PV. Z uwagi, że zazwyczaj
półroczna energetycznie są zbliżone zarówno w
zakresie produkcji energii przez systemy PV oraz
konsumpcji energii w budynkach możliwe jest
bazowanie na danych rocznych.
Biorąc pod uwagę, że w kolejnych latach zmiany
nasłonecznienia będą powodować zmianę
Moc mikro instalacji nie powinna przekraczać
mocy przyłączeniowej w budynku
Moc elektrowni powinna być tak dobrana by
roczna produkcja energii przez elektrownię PV
odpowiadała + 20 / - 10 % rocznej konsumpcji
energii w budynku
SBF Polska PV
ul. Cechowa 51, 30-614 Kraków
www.polskapv.pl
1
tel.: +48 12 654 52 12
email: [email protected]
Stowarzyszenie Branży Fotowoltaicznej - Polska PV
produkcji energii, jak również zmianie ulega
konsumpcja energii w budynku. Dobór mocy w
stosunku do wyliczonej wartości zaleca się
dobrać w zakresie + 20 / - 10 %. Z tendencją
lekkiego przewymiarowania mocy mając na
uwadze że w kolejnych latach eksploatacji
system fotowoltaiczny będzie tracił ok. 0,8%
rocznie.
Moc modułów fotowoltaicznych w kilowatach
możliwa do zamontowania na dachu danego
budynku lub przy budynku biorąc pod uwagę
optymalne rozmieszczenie modułów. Aby
określić możliwą do zamontowania moc
modułów należy na tym etapie założyć
minimalną sprawność modułów. W zależności od
typu dachu, występujących elementów
konstrukcyjnych można przyjąć, że stopień
pokrycia dachu modułami na dachu skośnym
mieści się w zakresie 75-95%
Budynek musi mieć techniczne możliwości
montażu danej mocy elektrowni PV
Empiryczny wzór na wyliczenie technicznych możliwości montażu
𝑇𝑒𝑐ℎ𝑛𝑖𝑐𝑧𝑛𝑒 𝑚𝑜ż𝑙𝑖𝑤𝑜ś𝑐𝑖 𝑚𝑜𝑛𝑡𝑎ż𝑢 =
𝑃𝑜𝑤𝑖𝑒𝑟𝑧𝑐ℎ𝑛𝑖𝑎
∗ 𝑆𝑃𝐷
1
𝑠𝑝𝑟
Gdzie:

Techniczne możliwości montażu - Moc w kilowatach, jaką maksymalnie można zamontować na danym
dachu

Powierzchnia - powierzchnia dachu dostępna pod montaż instalacji fotowoltaicznej w [m2]

spr - sprawność instalacji w ułamku dziesiętnym (wartość mniejsza od 1)

SPD - Stopień Pokrycia Dachu modułami na dachu skośnym mieści się w zakresie 75-95%
Wykorzystanie programów komputerowych do wyliczenia technicznych możliwości montażu
Wykorzystanie programów komputerowych do wyliczenia mocy możliwej do uzyskania z danej
powierzchni dachów daje dokładniejsze wyniki niż metoda empiryczna. Należy jednak pamiętać, że
wyliczona do uzyskania moc będzie zależeć od sprawności modułu oraz od jego wymiarów.
SBF Polska PV
ul. Cechowa 51, 30-614 Kraków
www.polskapv.pl
2
tel.: +48 12 654 52 12
email: [email protected]
Stowarzyszenie Branży Fotowoltaicznej - Polska PV
Wzór na wyliczenie mocy dla rozpatrywanego obiektu.
𝑊𝑎𝑟𝑦𝑛𝑘𝑖 𝑏𝑟𝑧𝑒𝑔𝑜𝑤𝑒 ≥ 𝑴𝒐𝒄 𝒊𝒏𝒔𝒕𝒂𝒍𝒂𝒄𝒋𝒊 ≤ 𝑇𝑒𝑐ℎ𝑛𝑖𝑐𝑧𝑛𝑒 𝑚𝑜ż𝑙𝑖𝑤𝑜ś𝑐𝑖 𝑚𝑜𝑛𝑡𝑎ż𝑢
𝑀𝑜𝑐 𝑖𝑛𝑠𝑡𝑎𝑙𝑎𝑐𝑗𝑖 = 𝑜𝑑
0,9 ∗ 𝐾𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑝𝑐𝑗𝑎 𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑖
1,2 ∗ 𝐾𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑝𝑐𝑗𝑎 𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑖
𝑑𝑜
𝑁𝑎𝑠 ∗ 𝑊𝑊 ∗ 𝑊𝐾𝑁
𝑁𝑎𝑠 ∗ 𝑊𝑊 ∗ 𝑊𝐾𝑁
Gdzie:

Moc instalacji - wyliczona moc instalacji w [kW]

Warunki brzegowe - moc instalacji nie większa niż 40 kW i nie większa od mocy przyłączeniowej

Konsumpcja energii – roczna konsumpcja energii w budynku [kWh]

Nas - nasłonecznienie na powierzchnię horyzontalną wyrażone w [kWh/m2/rok]

WW - Współczynnik Wydajności = 100% – poziom wszystkich strat %, zazwyczaj od 80-85%

WKN - Współczynniki Korekcji Nasłonecznienia - Zmiana nasłonecznienia w zależności od kąta
pochylenia i azymutu.

Techniczne możliwości montażu
Tabela. 1.
Współczynniki Korekcji Nasłonecznienia - Przykładowe średnie zmiany
nasłonecznienia w zależności od konta pochylenia i azymutu.
Odchylenie od południa
Kąt
-90
-85
-80
-75
-70
-65
-60
-55
-50
-45
-40
-35
-30
-25
-20
-15
-10
-5
0
0
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
5
1,00
1,00
1,00
1,01
1,01
1,01
1,02
1,02
1,02
1,03
1,03
1,03
1,03
1,03
1,03
1,03
1,04
1,04
1,04
10
0,99
1,00
1,01
1,01
1,02
1,02
1,03
1,04
1,04
1,05
1,05
1,05
1,06
1,06
1,06
1,06
1,07
1,07
1,07
15
0,98
0,99
1,00
1,01
1,02
1,03
1,04
1,05
1,05
1,06
1,07
1,07
1,08
1,08
1,09
1,09
1,09
1,09
1,10
20
0,97
0,98
1,00
1,01
1,02
1,03
1,04
1,05
1,06
1,07
1,08
1,09
1,09
1,10
1,10
1,11
1,11
1,11
1,01
25
0,96
0,97
0,99
1,00
1,02
1,03
1,05
1,06
1,07
1,08
1,09
1,10
1,10
1,11
1,12
1,12
1,12
1,12
1,12
30
0,94
0,96
0,98
1,00
1,01
1,03
1,04
1,06
1,07
1,08
1,09
1,10
1,11
1,12
1,12
1,13
1,13
1,13
1,14
35
0,93
0,95
0,97
0,99
1,00
1,02
1,04
1,05
1,07
1,08
1,09
1,10
1,11
1,12
1,12
1,13
1,13
1,14
1,15
40
0,91
0,93
0,95
0,97
0,99
1,01
1,03
1,04
1,06
1,07
1,09
1,10
1,10
1,11
1,12
1,12
1,13
1,13
1,14
45
0,88
0,91
0,93
0,96
0,98
1,00
1,01
1,03
1,05
1,06
1,07
1,09
1,10
1,10
1,11
1,11
1,12
1,12
1,12
50
0,87
0,89
0,92
0,94
0,96
0,98
1,00
1,01
1,03
1,04
1,06
1,07
1,08
1,09
1,09
1,10
1,10
1,10
1,11
SBF Polska PV
ul. Cechowa 51, 30-614 Kraków
www.polskapv.pl
3
tel.: +48 12 654 52 12
email: [email protected]
Stowarzyszenie Branży Fotowoltaicznej - Polska PV
Tabela. 2.
55
0,85
0,87
0,89
0,92
0,94
0,96
0,97
0,99
1,01
1,02
1,04
1,05
1,06
1,07
1,07
1,08
1,08
1,08
1,08
60
0,82
0,85
0,87
0,89
0,91
0,93
0,95
1,00
0,98
1,00
1,01
1,02
1,03
1,04
1,05
1,05
1,05
1,06
1,06
65
0,80
0,82
0,84
0,86
0,88
0,90
0,92
0,94
0,95
0,97
0,98
0,99
1,00
1,01
1,02
1,02
1,02
1,02
1,02
70
0,77
0,79
0,81
0,83
0,85
0,87
0,89
0,91
0,92
0,93
0,95
0,96
0,97
0,97
0,98
0,98
0,99
0,99
0,99
75
0,74
0,76
0,78
0,80
0,82
0,84
0,86
0,87
0,89
0,90
0,91
0,92
0,93
0,93
0,94
0,94
0,94
0,95
0,95
80
0,71
0,73
0,75
0,77
0,79
0,80
0,82
0,83
0,85
0,86
0,87
0,88
0,89
0,89
0,89
0,90
0,90
0,90
0,90
85
0,67
0,69
0,71
0,73
0,75
0,77
0,78
0,79
0,81
0,82
0,83
0,83
0,84
0,84
0,85
0,85
0,85
0,85
0,85
90
0,64
0,66
0,68
0,69
0,71
0,72
0,74
0,75
0,76
0,77
0,78
0,79
0,97
0,79
0,80
0,80
0,80
0,80
0,80
Straty występujące w instalacjach fotowoltaicznych
Przyczyna
Straty na przewodach
Straty falownika
Straty na modułach z uwagi na temperaturę
Poziom strat
ok. 1%
3–7%,
4–8% (cienkowarstwowe – dolna granica, z
krzemu krystalicznego – górna granica),
Straty z uwagi na pracę przy niskim natężeniu ok. 1–3%,
promieniowania słonecznego
Straty z uwagi na zacienienie, zabrudzenie
ok. 1–5% (w przypadku nieoptymalnych instalacji
mogą być znacznie wyższe),
Straty wynikające z niedopasowania prądowego ok. 1% (w przypadku błędów wykonawczych czy
modułów
posiadania uszkodzonego modułu w instalacji
straty mogą być znacznie wyższe),
Straty na diodach bocznikujących
ok. 0,5% .
Wymagania w zakresie modułów fotowoltaicznych
Zastosowane w instalacji moduły fotowoltaiczne muszą spełnić wymagania określone w
tabeli 1
Tabela 1 Wymagania w zakresie parametrów modułów PV
Nazwa parametru
Technologia ogniw
Sprawność modułu
SBF Polska PV
ul. Cechowa 51, 30-614 Kraków
www.polskapv.pl
Wartość
CIGS/CIS/c-Si
Większa niż 12,5 %
4
tel.: +48 12 654 52 12
email: [email protected]
Stowarzyszenie Branży Fotowoltaicznej - Polska PV
Wartość bezwzględna temperaturowego
wskaźnika mocy
Dopuszczalny prąd wsteczny (rewersyjny)
Temperaturowy zakres pracy
Rama
Odporność na PID
LID
Możliwość współpracy z falownikami
beztransformatorowymi
Tolerancja mocy
Flash test
Wymagane normy
Nie większa niż 0,42 %/oC
Minimum 2x prąd zwarcia
Nie mniejszy niż -40 + 80
Wymagana aluminiowa
Tak, potwierdzona certyfikatem
Nie większy niż 3 %
Tak
Tylko dodatnia
Wymagany dla każdego modułu
Zgodne z PN-EN 61646:2008 (jeżeli jest to moduł
cienkowarstwowy) PN-EN 61730 (1,2):2007, PN-EN
61215:2005 (jeżeli jest to moduł z krzemu
krystalicznego)
Wymagania w zakresie falowników
Zastosowane w instalacji falowniki muszą spełnić wymagania określone w tabeli 2
Tabela 2 Wymagania w zakresie parametrów falowników
Typ
Liczba zasilanych faz
Beztransformatorowe
1 dla mocy do 4 kW, 3 dla mocy powyżej 4
kW
Powyżej 96 % dla mocy do 4 kW, 97 % dla
mocy powyżej 4 kW
IP 65
Sprawność euro
Stopień ochrony
Poniżej 3%
Współczynnik zakłuceń harmonicznych
prądu
Deklaracja zgodności z Dyrektywą
2006/95/EC (Niskonapięciową) Dyrektywą
2004/108/EC (Kompatybilności
elektromagnetycznej)
SBF Polska PV
ul. Cechowa 51, 30-614 Kraków
www.polskapv.pl
TAK
5
tel.: +48 12 654 52 12
email: [email protected]
Stowarzyszenie Branży Fotowoltaicznej - Polska PV
Wymagane normy
PN-EN 61000-3-12
PN-EN 61000-3-11
Lub
PN-EN 61000-3-2
PN-EN 61000-3-3
Minimum VDE 0126-1-1 oraz VDE-AR-N4105
Naturalna konwekcja
WiFi, bluetooth
Standard sieci
Sposób chłodzenia
Komunikacja
Wymagania w zakresie materiału konstrukcji wsporczych
W przypadku instalacji montowanych na dachu dopuszczalne jest stosowanie
elementów wykonanych jedynie z aluminium i ze stali nierdzewnej materiał zgodny z normą
PN-EN 10088-1 gatunek A2 lub lepszy.
W przypadku instalacji naziemnych dopuszcza się oprócz stali nierdzewnej oraz aluminium
zastosowanie stali ocynkowanej ogniowo. Dla elementów ze stali ocynkowanej stawia się
wymagania zgodnie z normą PN - EN ISO 1461 i odpowiednią klasą korozyjności nie mniejszą
niż C4. Zabezpieczenie cynkowe konstrukcji musi posiadać klasę korozyjności gwarantującą
minimum 20 letnią odporność na korozję (gwarancja udzielona na piśmie przez dostawcę
systemu).
Cynkowanie należy wykonać na gotowych elementach. Nie dopuszcza się przycinania lub
nawiercania profili na miejscu budowy. Nie dopuszcza się stosowania stali ocynkowanej do
wykonania podpórek bezpośrednio pod modułami. Z uwagi na możliwość uszkodzenia
warstwy cynku nie dopuszcza się wbijania pali, jako sposób zakotwienia konstrukcji
wsporczej naziemnej. Jako sposób fundamentowania konstrukcji wsporczej dopuszcza sie
balast betonowy lub wkręcane kotwy.
Wymagania w zakresie instalacji odgromowej i przeciwprzepięciowej.
Wszystkie elementy metalowe elektrowni PV w szczególności konstrukcja wsporcza
oraz moduły muszą zostać objęte systemem uziemionych połączeń wyrównawczych.
Konstrukcję stołów należy uziemić osiągając rezystancję uziemienia poniżej 10 Ohm.
Falowniki po stronie AC i DC muszą być chronione ogranicznikami przepięć minimum typ II.
Minimalny przekrój przewodu ochronnego do połączenia ograniczników przepięć 6 mm2.
SBF Polska PV
ul. Cechowa 51, 30-614 Kraków
www.polskapv.pl
6
tel.: +48 12 654 52 12
email: [email protected]
Stowarzyszenie Branży Fotowoltaicznej - Polska PV
Maksymalna odległość przewodu ochronnego do szyny wyrównania potencjałów 1 metr.
W przypadku montażu instalacji odgromowej i braku odstępu separacyjnego między
generatorem PV i zwodami pionowymi lub poziomymi dodatkowo należy zastosować
ograniczniki przepięć typ 1.
Poziom ochrony odgromowej należy dobrać zgodnie z normą PN-EN 62305
poprzedzając dobór analizą ryzyka.
Wymagania w zakresie testów i pomiarów
Wykonawca zobowiązany jest do przeprowadzenia pomiarów i testów określonych
wymogami obowiązujących norm, wymaganych przez Operatora Systemu Dystrybucyjnego
zwanego dalej OSD, do którego sieci zostanie podłączona elektrownia oraz testów
scharakteryzowanych w punktach 1-4.
1. Charakterystyki U-I każdego z łańcuchów modułów wykonane przy natężeniu
promieniowania słonecznego minimum 700 W/m2. Dane z pomiarów muszą zawierać
adnotacje odnośnie temperatury modułu w czasie wykonywanego testu, natężenia
promieniowania słonecznego, przy jakim został wykonany pomiar
2. Pomiar mocy poszczególnych łańcuchów PV modułów przy natężeniu promieniowania
słonecznego minimum 700 W/m2
3. Pomiar mocy czynnej każdego z falowników i współczynnika mocy przy natężeniu
promieniowania słonecznego minimum 700 W/m2 z adnotacją o warunkach
meteorologicznych, przy jakim został wykonany pomiar (temperatura otoczenia,
natężenie promieniowania słonecznego, prędkość wiatru)
4. Badanie termowizyjne pracujących modułów fotowoltaicznych przy natężeniu
promieniowania słonecznego minimum 700 W/m2.
Wymagania w zakresie wydajności elektrowni (dotyczy instalacji monitorowanych)
Zamawiający wymaga, aby wykonana elektrownia osiągnęła współczynnik wydajności
po pierwszym roku użytkowania wyższy lub równy 84% i w kolejnych latach wyższy lub równy
84%-(0,6*(r-1)) gdzie r oznacza kolejny rok pracy elektrowni. Współczynnik wydajności należy
obliczyć na podstawie wzoru.
SBF Polska PV
ul. Cechowa 51, 30-614 Kraków
www.polskapv.pl
7
tel.: +48 12 654 52 12
email: [email protected]
Stowarzyszenie Branży Fotowoltaicznej - Polska PV
WW =
Erzeczywista [kWh]
∗ 100%
kWh
nasłonecznienie [ 2 ] ∗ Moc modułów [kW]
m
kW
Natężenie prom. STC 1[ 2 ]
m
Gdzie:
WW - współczynnik wydajności w %
Energia rzeczywista - energia wyprodukowana przez elektrownię PV po stronie AC mierzona
przez liczniki zielonej energii w rozpatrywanym okresie
Nasłonecznienie - Wartość nasłonecznienia całkowitego w rozpatrywanym okresie mierzona
w płaszczyźnie modułów przez stację meteorologiczną zlokalizowaną na terenie elektrowni
PV.
Moc modułów - Łączna nominalna moc modułów PV w warunkach STC (wartość z karty
katalogowej).
Zamawiający zastrzega sobie prawo do kontroli współczynnika wydajności także w cyklach
miesięcznych. Dopuszcza się, aby współczynnik wydajności wyliczony dla miesięcy zimowych
tj. (listopad - marzec) był mniejszy o 1p% od współczynnika właściwego dla danego roku.
Wykonawca zobowiązany jest do zapewnienia stosownej wydajności przez okres minimum 5
lat. W przypadku spadku wydajności poniżej określonego poziomu wykonawca zobowiązany
jest do niezwłocznego poprawienia wskaźników pracy elektrowni. W przypadku, gdy
wykonawca nie przywróci wskazanej wydajności przez okres dłuższy niż 1 miesiąc
Zamawiający rozpocznie naliczanie kar umownych w wysokości 1zł za każdą kWh energii
brakującej do spełnienia wskaźnika dla danego roku.
Do wyliczenia ilości energii będzie zastosowany wzór.
Liczba kWh = (WWnominalny − WWuzyskany ) ∗
kWh
]∗Moc modułów [kW]
m2
kW
Natężenie prom.STC 1[ 2 ]
m
nasłonecznienie [
Gdzie:
SBF Polska PV
ul. Cechowa 51, 30-614 Kraków
www.polskapv.pl
8
tel.: +48 12 654 52 12
email: [email protected]
Stowarzyszenie Branży Fotowoltaicznej - Polska PV
WWnominalny - Współczynnik wydajności obowiązujący dla danego roku w ułamku dziesiętnym
WWuzyskany - Współczynnik wydajności uzyskany przez instalację w ułamku dziesiętnym
Naliczanie kar będzie odbywać się w cyklach miesięcznych.
SBF Polska PV
ul. Cechowa 51, 30-614 Kraków
www.polskapv.pl
9
tel.: +48 12 654 52 12
email: [email protected]