Анализ выработки энергии различными типами фотоэлектрических модулей в условиях г. Москвы в период февраль- март 2013 г. А.Б.Тарасенко Научный семинар Совета РАН по ВИЭ 18 марта 2014 г.

-Сравнение выработки фотоэлектрических модулей в различных метеорологических условиях на широте г. Москвы; -Проведение технико-экономических оценок стоимости выработанной энергии для различных типов фотоэлектрических модулей; -Исследование особенностей работы разных типов фотоэлектрических систем в различных метеорологических условиях. -Анализ деградации фотоэлектрических модулей на основе материалов и технологий Цели и задачи сравнительных испытаний Научный семинар Совета РАН по ВИЭ 18 марта 2014 г. 1

Зарубежные результаты Научный семинар Совета РАН по ВИЭ 18 марта 2014 г. 2 Испытания модулей различных типов на полигоне в Нидерландах [В.Б.Лавров, «Современное состояние и перспективные направления работ по созданию автономных солнечных энергетических систем на основе аморфного кремния наземного применения», Доклад на Научном Совете РАН «Методы прямого преобразования видов энергии» 24 июня 2010 г., Москва, ОИВТ РАН; ]

Фотоэлектрические модули SPVi Контроллер заряда MorningStar SunSaver MPPT Аккумуляторы Prosolar R-60DG Лампа на 50 Вт USB- расширитель входов Персональный компьютер Силовые линии Линии связи RS-485 Переходник Tripp Lite© U R Автоматы – на каждом блоке по три: -В цепи аккумулятора; -В цепи фотоэлектрических модулей; -В цепи лампы. Итого 21 автомат Блок-схема стенда сравнительных испытаний Научный семинар Совета РАН по ВИЭ 18 марта 2014 г. 3

Компоненты стенда сравнительных испытаний Научный семинар Совета РАН по ВИЭ 18 марта 2014 г. 4

Регистрируемые и расчетные параметры Научный семинар Совета РАН по ВИЭ 18 марта 2014 г. 5 Система измерений позволяет регистрировать данные о мощности и напряжении в цепи модуля, токе и напряжении в цепях нагрузки и аккумуляторной батареи каждого модуля, приходящей солнечной радиации. Регистрация данных осуществляется раз в 5 секунд. В число расчетных параметров входят мгновенная мощность модуля, усредненное за день значение интенсивности солнечной радиации за день, мгновенное значение кпд модуля, выработанная за день каждым модулем электрическая энергия, ее отношение к пиковой мощности и площади модуля.

МодульПроизводитель Мощность, Вт (пик) Технология Стоимость, руб. Напряжение, В ХХМРРТ 1CS5A 210MMCanadian Solar210 Mono-Si, elps ,5 37,9 2MLT265Mitsubishi Electric265Mono-Si ,6 31 3MSW180Солнечный ветер180 Mono-Si, bifacial GET AT2 Green Energy Technology (Applied Materials) 115mc-Si|a-Si TSMC 145 A Taiwan Semiconductor Manufacturing Corporation 145CIGS X40 Xunlight Corporation 40a-Si ТСМ200 BТелеком-СТВ200Multi-Si Паспортные параметры испытываемых модулей Научный семинар Совета РАН по ВИЭ 18 марта 2014 г. 6

Внешний вид модулей на стенде Научный семинар Совета РАН по ВИЭ 18 марта 2014 г. 7 TSMC 145A (CIGS) X40 (a-Si) GET AT2 (a- Si|mc-Si) TSM200 (multy-Si) MLT265 (mono-Si) CS5A 210MM (mono-Si) MSW180 (mono-Si), bifacial

Предварительные результаты измерений Тип модуля Приведенная выработка, кВтч/кВт Тип модуля Приведенная выработка, кВтч/кВт Усредненная инсоляция 477 Вт/м 2 Усредненная инсоляция 120 Вт/м 2 Дата измерений: , дневная выработка Дата измерений: , дневная выработка 1- CS5A 210MM 2- MSW MLT X ТСМ200 B 6 - TSMC 145 A 7 - GET AT2 Тип модуля Научный семинар Совета РАН по ВИЭ 18 марта 2014 г. 8

Предварительные результаты измерений Приведенная выработка, кВтч/кВт Тип модуля Дата измерений: , суммарная выработка 1- CS5A 210MM 2- MSW MLT X ТСМ200 B 6 - TSMC 145 A 7 - GET AT2 Тип модуля Научный семинар Совета РАН по ВИЭ 18 марта 2014 г. 9 В условиях пасмурных дней лучшие характеристики демонстрируют тонкопленочные кремниевые модули GET AT2, а также двусторонние монокристаллические. Во многом это связано с условиями поглощения рассеянного света. При увеличении уровня инсоляции выработка растет практически пропорционально кпд модуля. Однако суммарная выработка по году будет определяться во многом солнечными днями!

Результаты расчетов стоимости солнечной батареи (абсолютные величины) Возможности технико-экономических расчетов Научный семинар Совета РАН по ВИЭ 18 марта 2014 г. 10 Параметры MSW-180GET 115 AT2SN130TСM140A Мощность, Вт Опорные конструкции Количество71699 Стоимость, тыс. руб коммутационная коробка Количество входов Стоимость, тыс. руб удельные затраты, руб./Вт (пик) Количество модулей, шт Площадь, м Цена модуля, тыс. руб Стоимость модулей, тыс. руб Итог с модулями, тыс. руб Удельная стоимость, руб./Вт (пик) Традиционные и перспективные фотоэлектрические модули и их применение в фотоэнергетических системах, Н.М.Калабушкина, С.В.Киселева, С.В.Михайлин, А.Б.Тарасенко, А.Б.Усанов// Альтернативная энергетика и экология, 13 (2013), в печати ;

Дальнейшие планы работы Научный семинар Совета РАН по ВИЭ 18 марта 2014 г. 11 Оценка и анализ среднегодовой удельной выработки каждым типом модулей; Технико-экономические оценки с учетом затрат на инсталляцию модулей каждого типа с учетом опорных конструкций и вспомогательных элементов; Оценка скорости деградации характеристик модулей; Поиск корреляций между метеорологическими условиями и мгновенным кпд модулей (дооснащение стенда датчиками температуры); Анализ экспериментальных данных в интересах построения математических моделей энергоустановок; Иные задачи, решаемые в сотрудничестве с разработчиками модулей.

Время и дата Мощность, кВт Инсоляция, Вт/м2 Время и дата Границы применимости результатов экспериментов Научный семинар Совета РАН по ВИЭ 18 марта 2014 г На абсолютные значения выработки существенно влияет затенение площадки во второй половине дня 2.Различные преобразовательные устройства работают по разному, в зависимости от диапазона мощностей. [Бобыль А.В., Киселева С.В., Кочаков В.Д., Орехов Д.Л., Тарасенко А.Б., Терукова Е.Е. Технико-экономические аспекты сетевой солнечной энергетики в России// Журнал технической физики, 2014, том 84, вып. 4, С ]

Границы применимости результатов экспериментов Научный семинар Совета РАН по ВИЭ 18 марта 2014 г. 13 Время и дата Мощность, кВт Инсоляция, Вт/м2 [Бобыль А.В., Киселева С.В., Кочаков В.Д., Орехов Д.Л., Тарасенко А.Б., Терукова Е.Е. Технико-экономические аспекты сетевой солнечной энергетики в России// Журнал технической физики, 2014, том 84, вып. 4, С ]

Научный семинар Совета РАН по ВИЭ 18 марта 2014 г. Благодарность за плодотворное участие в проекте по созданию стенда: С.В. Михайлину, О.С. Попелю, В.Ф. Титову, А.Б.Усанову СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!