Fotowoltaika. Projektowanie i instalacja dla bystrzaków

Fotowoltaika. Projektowanie i instalacja dla bystrzaków

rok wydania: 2021
ISBN: 978-83-283-7767-7
ilość stron: 360
format: 17x23 cm
oprawa: miękka

Opis

W prostocie tkwi siła
Projektowanie i instalowanie fotowoltaiki dla bystrzaków
Projektuj i instaluj systemy fotowoltaiczne
Poznaj wymogi prawne i przeprowadź proces pierwszego uruchomienia
Poszerz swoje kompetencje w zielonych branżach
Wejdź w świat energii solarnej

Szukasz pracy w ekscytującej i dynamicznej branży projektowania i instalowania systemów fotowoltaicznych? Oto książka, która pomoże Ci zrozumieć działanie komponentów stosowanych we wszystkich rodzajach systemów PV, od modułów i akumulatorów po regulatory ładowania i inwertery. Ten podręczny i przystępny przewodnik, opisujący pracę z systemami domowymi i niewielkimi systemami komercyjnymi, zapewni Ci fundamenty pozwalające na prawidłowe i bezpieczne stworzenie systemu od początku do końca.

W książce:
Podstawy wyłuszczone prostym językiem
Wybór systemu odpowiadającego potrzebom
Miejsce montażu modułów
Zasada działania modułów
Dobór wielkości systemu PV
Wskazówki dotyczące bezpieczeństwa
Uzyskiwanie pozwoleń
Pierwsze uruchomienie

Spis treści

O autorze / 15

Podziękowania / 17

Wprowadzenie / 19

O książce / 19
Konwencje zastosowane w książce / 20
Czego nie czytać / 21
Naiwne założenia / 21
Jak podzielona jest ta książka / 21
Część I: Niech stanie się światłość, czyli wstępne rozjaśnienie tematu systemów PV / 21
Część II: Szczegóły kompletnego systemu fotowoltaicznego / 22
Część III: Dobór wielkości systemu PV / 22
Część IV: Instalowanie systemu PV / 22
Część V: Dekalogi / 22
Ikony wykorzystane w książce / 23
Co dalej? / 23

CZĘŚĆ I: NIECH STANIE SIĘ ŚWIATŁOŚĆ, CZYLI WSTĘPNE WYJAŚNIENIE TEMATU SYSTEMÓW PV / 25

Rozdział 1: Fotowoltaiczna rewolucja / 27

Krótko o przeszłości, teraźniejszości i przyszłości instalacji PV / 27
Typowe zastosowania fotowoltaiki / 28
Zalety i wady fotowoltaiki / 28
Przyszłość fotowoltaiki / 29
Komponenty systemów PV / 29
Elektryczne ABC / 30
ABC zasobów energii słonecznej / 31
Analiza miejsca montażu modułów / 31
Bardziej szczegółowo o komponentach systemów PV / 32
Moduły PV / 32
Akumulatory / 32
Regulatory ładowania / 33
Inwertery (falowniki) / 33
Przewody i urządzenia zabezpieczające / 33
Dobór wielkości systemu PV / 34
Systemy on-grid / 34
Systemy akumulatorowe / 34
Przewody i zabezpieczenia / 35
Uruchomienie systemu PV / 35
Pozwolenia / 35
Bezpieczeństwo / 35
Montaż elementów mechanicznych / 36
Montaż elementów elektrycznych / 36
Pierwsze uruchomienie, przegląd systemu i jego konserwacja / 37
Wstępne wskazówki dotyczące wymogów elektrycznych / 38

Rozdział 2: Przegląd komponentów systemu PV oraz rodzajów systemów / 39

Komponenty systemów PV / 40
Moduły PV i konstrukcje nośne / 40
Zespół akumulatorów / 41
Regulator ładowania / 42
Inwerter (falownik) / 42
Odbiorniki / 43
Rozdzielnice napięcia / 44
Rozłączniki i zabezpieczenia nadprądowe / 45
Podłączenie do sieci elektrycznej / 45
Rodzaje systemów PV / 47
Systemy zależne od sieci / 47
Systemy akumulatorowe / 49
Dobór właściwego systemu w zależności od sytuacji / 51
Klient jest podłączony do sieci / 51
Klient nie jest podłączony do sieci / 52

Rozdział 3: Podstawy elektryczności / 55

O tym, co płynie, czyli o prądzie / 56
Ampery / 56
Różnica między prądem stałym a prądem zmiennym / 56
Pomiar prądu miernikiem / 57
Niech siła elektromotoryczna będzie z Tobą: napięcie / 60
O koncepcji napięcia / 61
Napięcie znamionowe a napięcie robocze / 61
Pomiar napięcia / 62
Wszelki opór jest daremny, czyli o rezystancji / 64
Omy / 64
Pomiar rezystancji / 65
Zależność między prądem, napięciem i rezystancją, czyli prawo Ohma / 67
Moc kontra energia / 67
Na czym polega różnica między mocą a energią / 67
Zależność między mocą, prądem, napięciem i rezystancją, czyli wzór na moc / 68
Obliczanie energii w watogodzinach / 70
Amperogodziny, bliskie koleżanki watogodzin / 71
Zależność między prądem, napięciem, rezystancją, mocą i energią / 71
Elektryczność od innej strony: konfiguracje obwodów / 72
Połączenie szeregowe / 73
Połączenie równoległe / 74
Połączenie szeregowo-równoległe / 75

Rozdział 4: Zasoby energii słonecznej / 77

Wysoka (lub niska) energia: promieniowanie słoneczne / 78
Różnica między promieniowaniem bezpośrednim a rozproszonym / 78
Determinowanie intensywności promieniowania słonecznego: irradiancja / 79
Obliczanie energii promieniowania: napromieniowanie / 82
Chwytaj dzień: godziny szczytowego nasłonecznienia / 84
Prześledzenie wpływu ścieżki słońca na nasłonecznienie / 87
Wpływ pór roku / 88
Wyjaśnienie wpływu położenia Słońca względem Twojej lokalizacji: wysokość i azymut / 90
Odmierzanie czasu słonecznego / 91
Interpretacja wykresów solarnych / 92
Otwieramy się na okno słoneczne / 93
Pozycjonowanie modułów fotowoltaicznych w celu maksymalizacji produkcji energii / 94
Kąt nachylenia / 94
Zorientowanie modułów względem północy właściwej / 97

Rozdział 5: Wybór właściwego miejsca montażu / 99

Przygotowanie do oględzin miejsca montażu / 100
Zarezerwowanie odpowiedniej ilości czasu / 100
Stworzenie standardowego formularza oględzin / 101
Torba z ekwipunkiem na oględziny / 102
Obraz jest wart tysiąca słów: dokumentacja oględzin za pomocą fotografii / 103
Zbieranie podstawowych informacji podczas oględzin miejsca montażu 104
Ogólne informacje o miejscu montażu / 104
Informacje strukturalne i mechaniczne / 105
Informacje elektryczne / 107
Informacje w stopniach / 109
Deklinacja magnetyczna / 109
Ustalanie kąta nachylenia i kąta azymutalnego modułów / 111
Przegląd narzędzi do analizy zacienienia / 113
Interpretacja danych i zebranie wszystkiego w całość / 116
Analiza raportów z narzędzia do analizy zacienienia / 116
Uwzględnienie mnożnika całkowitych zasobów energii słonecznej / 117
Wykorzystywanie innych zebranych informacji w planowaniu systemu i jego instalacji / 118

CZĘŚĆ II: SZCZEGÓŁY KOMPLETNEGO SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO / 121

Rozdział 6: Moduły fotowoltaiczne: od piasku do elektryczności / 123

Tworzenie elektryczności solarnej: wszystko zaczyna się od ogniwa / 124
Ogniwo: budowa i proces produkcji / 124
Budowa ogniwa a efekt fotowoltaiczny / 125
Przegląd popularnych rodzajów modułów PV / 126
Moduły z krystalicznego krzemu / 127
Moduły cienkowarstwowe / 129
Parametry elektryczne modułów fotowoltaicznych / 131
Parametry prądowe / 131
Parametry napięciowe / 133
Punkt mocy maksymalnej / 134
Współczynnik napięcia i temperatury / 135
Tolerancja mocy / 135
Bezpiecznik połączenia szeregowego / 136
Przyglądamy się warunkom testowania modułów / 136
Standardowe warunki testowania / 136
Wpływ otoczenia na uzyskiwane parametry / 137
Relacja prądu i napięcia na wykresie IV / 139
Wykres IV dla różnych temperatur / 140
Wykres IV dla różnych irradiancji / 141

Rozdział 7: Akumulatory od podstaw / 143

Budowa i zasada działania akumulatora / 144
Jak zbudować baterię: od ogniwa do zespołu akumulatorów / 144
W jaki sposób akumulator się ładuje i rozładowywuje / 146
Porównanie różnych rodzajów akumulatorów / 148
Akumulatory kwasowo-ołowiowe / 149
Akumulatory wapniowo-ołowiowe / 151
Akumulatory niklowo-kadmowe (NiCd) / 152
Pojemność akumulatora / 152
Współczynnik C jako miara pojemności / 153
Czynniki wpływające na pojemność / 154
Wybór akumulatorów / 156
Ustalanie rodzaju potrzebnych akumulatorów / 156
Ustalanie wielkości zespołu akumulatorów / 157

Rozdział 8: Okiełznać napięcie i prąd: regulatory ładowania / 161

Podstawowe informacje o regulatorach / 162
Fazy pracy regulatora ładowania / 162
Przegląd dodatkowych funkcji oferowanych przez niektóre regulatory / 165
Technologia śledzenia punktu mocy maksymalnej (MPPT) / 166
Zasada działania / 167
Zalety i wady regulatorów MPPT / 168
Technologia modulowania szerokości impulsu / 168
Zasada działania / 169
Zalety i wady regulatorów PWM / 169
Wybór regulatora ładowania / 170

Rozdział 9: Inwertery: AC (z) DC / 171

Inwertery zależne od sieci / 172
Zasada działania / 172
Standardowe funkcje / 173
Moc / 175
Istotność transformatorów / 176
Przegląd inwerterów akumulatorowych / 177
Zasada działania inwertera współpracującego z siecią / 178
Działanie inwertera wyspowego / 179
Standardowe funkcje wszystkich inwerterów współpracujących z akumulatorami / 180
Moc / 181
Technologia niskiej częstotliwości transformatora / 181
Wybór inwertera / 181
Inwertery zależne od sieci / 181
Inwertery współpracujące z akumulatorami / 183

Rozdział 10: Bezpieczeństwo: okablowanie i komponenty zabezpieczające / 185

Rodzaje obwodów w systemie PV / 186
Przegląd rodzajów przewodów / 187
Przewody między modułami / 188
Przewód (kabel) solarny / 189
Przewody do stosowania w budynkach / 189
Okablowanie akumulatorów / 190
Uziemienie / 190
Rodzaje rur na okablowanie / 191
Rury metaliczne / 192
Rury niemetaliczne / 192
Rozłączniki / 193
Zabezpieczenia nadprądowe / 194
Wyłączniki nadprądowe / 194
Bezpieczniki / 195
Zabezpieczenie przed zwarciem doziemnym / 196
Podstawowe oznaczenia fotowoltaiki / 197

CZĘŚĆ III: DOBÓR WIELKOŚCI SYSTEMU PV / 199

Rozdział 11: Dobór wielkości systemu zależnego od sieci / 201

Kwestie zasadnicze: budżet i dostępne miejsce na moduły / 202
Szacowanie rocznej produkcji energii / 203
Dobór mocy modułów do zapotrzebowania klienta na energię elektryczną / 204
Ustalenie rocznego zużycia energii / 205
Przegląd dostępnych umów z dostawcą / 205
Ustalenie potrzebnej mocy modułów na podstawie zużycia energii i dostępnych opcji umowy z siecią / 206
Przygotowania do dopasowania inwertera do modułów / 207
Dobieranie mocy inwertera do modułów / 208
Ustalenie poziomów napięć zespołu modułów i inwertera / 210
Ustalenie napięcia AC / 211
Ustalenie okna napięć DC inwertera / 211
Obliczanie maksymalnego napięcia DC na modułach / 212
Obliczanie minimalnego napięcia DC na modułach / 218
Zbieramy wszystko w całość: podsumowanie informacji mocowych i napięciowych / 223
Ostatnia kwestia: maksymalny prąd wejściowy inwertera / 224

Rozdział 12: Dobór wielkości systemu akumulatorowego / 225

Zużycie: przegląd odbiorników w systemie akumulatorowym / 226
Szacowanie zapotrzebowania odbiorników, które muszą być obsłużone przez akumulatory / 227
Obliczanie zapotrzebowania na energię podczas zaniku napięcia w sieci w systemach z nią współpracujących / 229
Obliczanie średniego dziennego zużycia energii w systemach wyspowych / 229
Dobór pojemności zespołu akumulatorów / 231
Sprawność inwertera / 232
Dni autonomii / 232
Temperatura robocza akumulatorów / 233
Głębokość rozładowania / 233
Napięcia nominalne / 234
Ustalenie wymaganej pojemności akumulatorów / 235
Łączenie akumulatorów w zespole / 236
Dobieranie mocy zespołu modułów / 238
Dobieranie mocy modułów w systemie współpracującym z siecią / 238
Dobór mocy modułów w systemie wyspowym / 238
Dobór regulatora ładowania / 241
Parametry napięciowe / 242
Parametry mocowe lub prądowe / 243
Zanim podążymy dalej: porównanie mocy zespołu modułów z pojemnością akumulatorów / 244
Dobieranie inwertera / 245
Napięcie wyjściowe / 245
Obliczanie poboru mocy / 246
Tylko mi się nie rozładuj / 246
Rzut oka na skokowy pobór prądu / 247
Ocena mocy wyjściowej inwertera i modułów / 247
Agregat prądotwórczy / 248
Parametry agregatów / 248
Moc agregatu / 249

Rozdział 13: Dobór przewodów, rur i komponentów zabezpieczających / 251

ABC doboru grubości przewodów / 252
Ustalanie prądu maksymalnego i ciągłego w obwodach systemu PV / 253
Obliczanie maksymalnego prądu w obwodach niefotowoltaicznych / 254
Uwzględnienie warunków użytkowania za pomocą kilku poręcznych tabel / 255
Zbieramy wszystkie informacje i ustalamy grubość przewodów / 258
Uwzględnianie spadków napięcia po dobraniu grubości przewodów / 260
Dobór rur / 265
Dobór zabezpieczeń nadprądowych i rozłączników / 266
Zacznijmy od podstaw / 266
Umiejscowienie zabezpieczeń w obwodach PV / 267
Zabezpieczenia obwodów inwertera / 268

CZĘŚĆ IV: INSTALOWANIE SYSTEMU PV / 269

Rozdział 14: Bezpieczeństwo w pracy z systemem PV / 271

Ogólne bezpieczeństwo na placach budowy / 272
Identyfikowanie przeszkód w miejscu pracy i niezwłoczne zakładanie sprzętu ochronnego / 272
Bezpieczna praca w pojedynkę i z innymi / 273
Wskazówki dotyczące bezpieczeństwa z narzędziami / 274
Ograniczenie ekspozycji na skrajne warunki / 274
Apteczka w miejscu pracy / 275
Bezpieczeństwo na drabinie / 275
Wybór drabin do swojego zestawu / 275
Właściwe ustawienie drabiny / 277
Kwestia bezpieczeństwa na dachu / 278
Zabezpieczenie przed upadkiem z wysokości / 279
Przechowywanie narzędzi / 280
Zachowanie bezpiecznych przejść / 280
O bezpieczeństwie elektrycznym / 281
Ogólne ryzyko porażeń / 281
Praca z obwodami / 282
Bezpieczeństwo w pracy z akumulatorami / 285

Rozdział 15: Montaż elementów mechanicznych / 287

Przegląd metod montażu modułów PV / 288
Montaż na dachu / 289
Montaż naziemny / 293
Montaż na słupku / 295
Montaż zintegrowany z budynkiem / 297
Rozważenie obciążenia w przypadku montażu na dachu / 298
Wymogi budowlane / 298
Uwzględnienie dodatkowych obciążeń stałych / 299
Obciążenia zmienne / 301
Właściwe przytwierdzenie zespołu modułów do dachu / 302
Przytwierdzanie wkrętami z łbem sześciokątnym / 302
Uszczelnianie otworów w dachu / 304
Fundamenty w montażu na ziemi i na słupku / 306

Rozdział 16: Integracja elementów elektrycznych / 309

Umiejscowienie poszczególnych komponentów / 310
Wymogi producentów odnośnie do rozlokowania komponentów / 310
Lokalizacja urządzeń rozłączających / 311
Skrzynki przyłączeniowe i przewody / 313
Praca z przewodami / 313
Zielono mi (i czerwono, i biało): kod kolorystyczny / 313
Układanie przewodów wychodzących z modułów / 315
Zabezpieczenie przewodów rurami / 316
Nawiązujemy łączność z ziemią: uziemienie / 317
Uziemienie sprzętu / 317
Uziemienie systemu / 320
Podłączenie do sieci / 323
Ustalenie wymagań dostawcy prądu / 323

Rozdział 17: Pierwsze uruchomienie, przegląd i konserwacja systemu PV / 329

Lista rzeczy do dwukrotnego sprawdzenia: przygotowanie do pierwszego uruchomienia / 330
Elementy mechaniczne? Sprawdzone! / 330
Elementy elektryczne? Sprawdzone! / 331
Ceremonię czas zacząć: proces pierwszego uruchomienia / 335
Przede wszystkim bezpieczeństwo / 335
Zbieranie potrzebnego sprzętu / 336
Pierwsze uruchomienie w zależności od rodzaju systemu / 337
Sprawdzenie działania systemu / 341
Konserwacja systemu / 342
Konserwacja elementów mechanicznych / 343
Konserwacja elementów elektrycznych / 343
Wyższy poziom konserwacji: dbanie o akumulatory / 344

CZĘŚĆ V: DEKALOGI / 347

Rozdział 18: Dziesięć sposobów na uniknięcie problemów z przepisami / 349

Zapewnienie odpowiedniego dostępu roboczego / 350
Zapewnienie odpowiedniej konstrukcji wsporczej / 350
Ochrona budynku przed przenikaniem wody / 351
Dbałość o odpowiednie parametry wszystkich przewodów / 351
Zabezpieczenie przewodów przy modułach / 352
Wybór właściwej rury / 353
Lokalizacja rozłączników / 353
Uziemienie sprzętów / 353
Uziemienie systemu / 354
Odpowiednie oznakowanie systemu / 354

Rozdział 19: Dziesięć sposobów na maksymalizację produkcji energii przez systemy Twoich klientów / 355

Wybierz właściwe miejsce / 356
Dobrze zorientuj moduły / 356
Dobrze skonfiguruj moduły / 356
Zmieść się w oknie napięcia AC / 357
Wybierz właściwy inwerter / 357
Dobierz odpowiednią grubość przewodów / 358
Dbaj o niską temperaturę komponentów / 358
Doradź klientowi, by monitorował swój system / 359
Regularnie oczyszczaj moduły / 359
Dokonuj corocznej inspekcji modułów / 360