Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Elektroda.pl
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Ujarzmić gwiazdę, czyli słońce dla Nas świeci (fotowoltaika dla laika)

ArturAVS 22 Sep 2021 07:16 5607 61
IGE-XAO
  • Ujarzmić gwiazdę, czyli słońce dla Nas świeci (fotowoltaika dla laika)
    Obudziłem się skostniały z zimna. Pomyślałem że znów wyczerpałem swój limit energetyczny i w ramach kredytu będę musiał pół dnia pedałować własnym generatorem aby zdobyć trochę prądu na przyszłą noc. System o niedoborach powinien mnie co prawda wcześniej poinformować ale różnie z tym bywa.
    - Komputer! Jakie zapasy? Wystarczy na zrobienie kawy?
    - Około 5% magazynu czyli poniżej rezerwy.
    - To zrób małą czarną! I włącz wiadomości krajowe.
    W oczekiwaniu na "małą czarną" słucham informacji i powoli dochodzi do mnie szokująca treść;
    - Nowojorska giełda odnotowała drastyczny wzrost cen energii elektrycznej, jedna kilowatogodzina przekroczyła niespotykany poziom 500$!
    - Saharyjska spółka energetyczna w odpowiedzi podniosła cenę do 515$ za kWh co spotkało się z protestem Unii Europejskiej! Chiny wstrzymały budowę orbitalnej farmy słonecznej mającej zapewnić zasilanie południowym kantonom co wywołało zamieszki w Pekinie!
    - Krajowa spółka energetyczna ENEA planuje wprowadzić około 40 procentową podwyżkę taryf co znacząco wpłynie na już i tak drastyczną sytuację na krajowym rynku energetycznym.

    - Wyłącz wiadomości!

    Dość już miałem słuchania o galopujących cenach energii i zimnych nocy. Rząd co prawda "społecznie" udostępniał swym obywatelom energię jednak jej ilość pozwalała jedynie na marną wegetację, bo co to jest dla przeciętnego obywatela 1kWh? Zdecydowanie za mało!
    Jakże się dziś żałuję że te kilkanaście lat temu nie zainwestowałem we własne baterie słoneczne...

    Tak mógłby wyglądać w przyszłości dzień każdego z Nas, bo nie oszukujmy się energia będzie coraz droższa. Paliwa kopalne w ciągu kilkudziesięciu lat się wyczerpią a energia jądrowa niesie ze sobą wiele niebezpieczeństw. Wyjście jest jedno, odnawialne źródła energii które nie zrujnują przy okazji Naszej planety. Takie źródło energii mamy już od dawien dawna a jest nim nasze kochane słońce rozsyłające energię po całym układzie słonecznym. Problemem jest natomiast pozyskanie tej "darmowej" energii w prosty i tani sposób. W 1964 roku rosyjski astronom Nikołaj Kardaszow zaproponował skalę rozwoju technicznego cywilizacji której kryterium jest ilość wykorzystywanej energii.

    Skala ta zawiera kilka poziomów (za Wikipedią);

    • Typ I Cywilizacja wykorzystująca pełne zasoby energii, dostępne na jednej planecie. Szacowany potencjał takiej cywilizacji obejmuje np. znaczny stopień kontroli nad swoją planetą (np. powstrzymywanie trzęsień ziemi, huraganów), kontrolowanie i wykorzystywanie reakcji termojądrowych. W kontekście podobnych cywilizacji można wspomnieć o kolonizacji kosmosu, sondach von Neumanna, satelicie Dysona–Harropa, sferze Bernala, czy technologicznej osobliwości.

    • Typ II Cywilizacja wykorzystująca całą energię emitowaną przez gwiazdę centralną. W kontekście podobnych cywilizacji można wspomnieć o podróżach międzygwiezdnych, pierścieniu Nivena, sferze Dysona, bojowych stacjach kosmicznych zdolnych niszczyć całe planety, czy o superkomputerze Matrioszce. Fizyk Michio Kaku szacuje, że cywilizacja ludzka osiągnie ten poziom w 2800 roku. Fikcyjne cywilizacje takie jak Zjednoczona Federacja Planet z filmów Star Trek oraz Imperium z gry Warhammer 40,000 są właśnie na etapie drugim.

    • Typ III Cywilizacja zdolna do wykorzystania zasobów energii całej galaktyki. Taka cywilizacja prawdopodobnie włada galaktyką, energię czerpie z milionów gwiazd, a także np. gwiazd neutronowych i czarnych dziur. Michio Kaku uważa, że cywilizacja ludzka osiągnie ten etap za około 10 000 lat.

    Obecnie według wzoru zaproponowanego przez amerykańskiego astronoma Carla Sagana, ludzka cywilizacja jest na etapie 0,72 (jest to wartość w skali logarytmicznej), gdyż wykorzystuje 0,16% całkowitej energii, jaka jest dostępna na Ziemi. Wzór zaproponowany przez Sagana:


    Ujarzmić gwiazdę, czyli słońce dla Nas świeci (fotowoltaika dla laika)


    Wartość K jest kategorią w skali Kardaszowa, a W jest mocą (w watach) wytwarzaną przez cywilizację. Michio Kaku określa ludzką cywilizację jako typ zerowy, który wprawdzie zaczął wykorzystywać zasoby swojej planety, ale nie potrafi ich kontrolować. Na tabeli poniżej widać szacunkowe wyliczenia produkcji energi od 1900 roku;


    Ujarzmić gwiazdę, czyli słońce dla Nas świeci (fotowoltaika dla laika)


    • TW - Tera Waty
    • EJ - Eksa Dżul
    • Mtoe - Mega (tona oleju ekwiwalentnego)

    Jak widać, wiele jeszcze Nam jako cywilizacji brakuje aby osiągnąć typ I skali Kardaszowa. Słońce promieniuje w stosunkowo szerokim widmie elektromagnetycznym (za Wikipedią);


    Ujarzmić gwiazdę, czyli słońce dla Nas świeci (fotowoltaika dla laika)


    Widać że większość energii jest w formie niewidzialnego dla nas promieniowania UV oraz IR. Korzystanie z energii słonecznej jest bardzo kuszącą perspektywą i jak to w większości odkryć również powstanie ogniwa fotoelektrycznego było dziełem przypadku. Wykorzystanie dostępnej we wszechświecie energii przewidywał już Nikola Tesla;

    Quote:
    Energia elektryczna jest wszechobecna w nieograniczonych ilościach i może zasilać maszynerię świata bez potrzeby węgla, gazu czy innych paliw.
    Musimy nauczyć się uzyskiwać potrzebną nam energię bez zużywania surowców.

    Źródło: Century Illustrated Monthly Magazine, 1980


    Pierwszy raz efekt fotowoltaiczny zaobserwował w 1839 roku A. C. Becquerel gdy światło padło na umieszczone w elektrolicie elektrody. Identyczne zjawisko lecz na granicy dwóch ciał stałych zaobserwowali blisko 37 lat później W. Adams i R. Day.

    • Zasada działania (za Wikipedią)

    Fotoogniwo jest zbudowane z półprzewodnika i tworzy złącze p-n, na które pada światło. Padające na złącze fotony o energii większej od szerokości przerwy energetycznej półprzewodnika powodują powstanie par elektron-dziura. Pole elektryczne wewnątrz półprzewodnika, związane z obecnością złącza p-n, przesuwa nośniki różnych rodzajów w różne strony. Elektrony trafiają do obszaru n, dziury do obszaru p. Rozdzielenie nośników ładunku w złączu powoduje powstanie na nim zewnętrznego napięcia elektrycznego. Ponieważ rozdzielone nośniki są nośnikami nadmiarowymi (mają nieskończony czas życia), a napięcie na złączu p-n jest stałe, oświetlone złącze działa jako ogniwo elektryczne, czyli takie, w którym źródłem prądu są reakcje chemiczne zachodzące między elektrodą a elektrolitem.

    Pierwsze ogniwa słoneczne znalazły zastosowanie w satelitach telekomunikacyjnych oraz wojskowych i powoli przedostawały się na rynek "cywilny" (któż z nas nie pamięta pierwszych kalkulatorów zasilanych energią słoneczną?). Postęp technologiczny sprawił że fotoogniwa stały się tańsze a sprawność przetwarzania stopniowo rosła. Same ogniwa są wytwarzane podobnie jak układy scalone z cienkich plastrów krzemu, typowe ogniwo zapewnia napięcie około 0,5V a wydajność prądowa zależy od wielkości jego powierzchni. W celu zwiększenia wytwarzanej mocy łączy się większą ilość ogniw w tak zwane panele które poprzez połączenie szeregowe i równoległe umożliwia uzyskanie napięć powyżej kilkudziesięciu wolt i prądu rzędu kilkunastu amper. Konstrukcyjnie panel ułatwia też montaż i zabezpiecza same ogniwa przed wpływami atmosferycznymi oraz zabezpiecza mechanicznie (szyba hartowana). Oczywiście są zróżnicowane panele pod względem mocy oraz wielkości mechanicznej. Istnieje kilka generacji ogniw słonecznych różniących się przede wszystkim wydajnością, technologią produkcji a także ceną;

    • I generacja (grubowarstwowe)


    Monokrystaliczne, jedne z najbardziej wydajnych ogniw obecnie dostępnych. Wytwarzane są z monokryształu krzemu nadającego im charakterystyczny czarny kolor. Mają obecnie największą sprawność i żywotność, ze względu na czasochłonny proces produkcji są także najdroższe.

    Polikrystaliczne, chyba najbardziej popularne w zastosowaniu. Ich sprawność wynosi ~15-18% zależnie od producenta, charakterystyczną cechą jest niebieski kolor i przypominający szron "nalot".



    • II generacja (cienkowarstwowa)

    Ogniwa tej generacji są bardzo cienkie (od 0,001 do 0,08 mm) przez co są znacząco tańsze w produkcji, do ich budowy używa się tellurku kadmu, krzemu amorficznego, jak również mieszanki miedzi, indu, galu i selenu. Półprzewodniki w tych ogniwach nanoszone są metodą naparowywania, napylania i epitaksji. Ze względu na bardzo dużą elastyczność mogą być stosowane jako elementy konstrukcyjne (np. w budownictwie).

    • III generacja (w fazach badawczych)

    W większości są to nowatorskie i będące w trakcie badań naukowych rozwiązania które nie opierają się o złącza p-n. Eksperymentalne ogniwa mają małą sprawność oraz żywotność lecz jedną znaczącą przewagę którą jest bardzo niska cena. Prace badawcze trwają między innym nad takimi rodzajami ogniw;

    - barwnikowe
    - polimerowe

    Polska również ma swój udział w pracach badawczo-rozwojowych nad ogniwami słonecznymi, dzięki Dr. Oldze Malinkiewicz która opracowała tanią metodę produkcji ogniw drukowanych na bazie perowskitu. Technologia ta umożliwia nadrukowanie ogniw na dowolnej powierzchni i uważana jest za przyszłość w pozyskiwaniu energii słonecznej.

    Sam montaż baterii słonecznych poza oczywistymi względami mechanicznymi zapewniającymi solidne i pewne mocowanie powinien być również przemyślany pod kątem maksymalnego pozyskania energii. Tu duże znaczenie ma kierunek geograficzny jak również odpowiedni kąt ustawienia paneli. Najbardziej optymalnym jest oczywiście południe jednak w naszych warunkach najczęściej wybierane kierunki to południowy-wschód, południowy-zachód lub wspomniane południe. Kąt zależy od położenia geograficznego i przeważnie wynosi 20-30°, im dalej na północ tym powinien być większy. Wynika to z tego że ogniwa słoneczne znacznie bardziej efektywnie produkują energię gdy światło pada na nie prostopadle. Jednymi z najbardziej optymalnych systemów są tzw. trackery solarne, które dzięki śledzeniu pozycji słońca ustawiają automatycznie baterie pod odpowiednim kątem oraz kierunkiem dla maksymalnej produkcji. Są jednak rzadko spotykane choć często amatorzy budują trackery samodzielnie.

    No dobrze, zainstalowaliśmy panele słoneczne i mamy prąd. Co z nim zrobić? Energia elektryczna jest jedną z najbardziej uniwersalnych rodzajów energii i bardzo łatwo jest ją przetworzyć w energię cieplną czy mechaniczną, nieco gorzej jest z jej magazynowaniem. Zdecydowana większość obecnie działających instalacji PV pracuje w systemie On-Grid (połączenie z siecią energetyczną) traktując sieć energetyczną jako taki "wirtualny akumulator". Tu jednak potrzebne jest dodatkowe przetworzenie energii gdyż ogniwa fotowoltaiczne wytwarzają prąd stały a w sieci mamy prąd przemienny. Do tego celu używane są specjalne falowniki (często moim zdaniem mylnie nazywane inwerterami), konwertują one prąd stały na przemienny synchronizując swą pracę z siecią energetyczną co pozwala oddać do niej wyprodukowaną energię.

    Oczywiście nie jesteśmy zmuszeni aby wyprodukowaną energię "oddawać" do sieci (jeszcze), istnieją całkowicie niezależne systemy PV zwane Off-Grid. Takie systemy oprócz prostych funkcji jak np. zasilanie oświetlenia znaków drogowych, stacji pogodowych czy systemów telemetrycznych mogą również zasilać całe gospodarstwa domowe czy np. domki letniskowe. Systemy Off-Grid są jednak nieco bardziej rozbudowane (a zarazem kosztowne) niż On-Grid, wynika to z potrzeby zastosowania lokalnego magazynu energii w postaci akumulatora/ów. Sam magazyn poza przechowywaniem energii pełni również rolę bufora utrzymując stałe zasilanie przy wahaniach mocy (np. krążące po niebie chmury), w prostych systemach nie ma nawet falownika gdyż nie jest potrzebny dla prostych urządzeń wymagających jednego ze "znormalizowanych" napięć DC (12V, 24V czy 48V). Bardziej rozbudowane systemy wykorzystują przetwornice DC/AC lub dedykowane falowniki Off-Grid zapewniające normalne napięcie sieciowe 230/400VAC 50Hz (zależnie od lokalizacji i lokalnych norm energetycznych).

    Istnieją również systemy tzw. hybrydowe będące połączeniem Off-Grid i On-Grid posiadające swój magazyn energii. Systemy te budowane są w lokalizacjach gdzie zdarzają częste awarie sieci energetycznej i pozwalają podtrzymać pracę kluczowych urządzeń.


    Coraz mocniejsza chęć bycia "eko" oraz naciski Unii Europejskiej na wykorzystywanie OZE (Odnawialne Źródła Energii) spowodowało gwałtowny wzrost liczby nowych instalacji fotowoltaicznych. Promowanie i dofinansowanie przez rząd instalacji dla tzw. prosumentów i różne programy typu "Mój Prąd" znacząco się do takiej sytuacji przyczyniły. Wielu całkowicie zlikwidowało kotły grzewcze przechodząc na ogrzewanie elektryczne. Prosument (dziwna nazwa dla producenta i konsumenta jednocześnie) nadmiar produkcji energii oddaje do sieci energetycznej aby w późniejszym terminie ją odebrać. No a jakże by inaczej? W lato (najwięcej słonecznych dni a co za tym idzie dużo energii) naprodukuję a w zimę odbiorę na ogrzewanie domu np. Byłoby to zbyt piękne aby było prawdziwe, sieć energetyczna nie jest studnią bez dna gdzie można bez końca wpychać energię. Widać to już dziś gdzie w wielu rejonach kraju systemy PV się po prostu wyłączają. Wynika to z tego że aby przekierować moc ze słońca do sieci trzeba podnieść napięcie które falownik do niej "pcha". I tak kilka pracujących w pobliżu siebie instalacji PV może przy braku lokalnego poboru mocy podnieść napięcie w gniazdkach z 230V do np. 254V co już stanowi ryzyko zarówno dla sprzętu domowego jak i samej instalacji. Większość falowników wyłącza się po przekroczeniu około 253V i wtedy nic do czasu spadku napięcia do sieci nie przekażemy.

    Kolejny scenariusz to możliwy "blackout" w zimie. Skoro ileś tam tysięcy prosumentów oddało do sieci energię w czasie lata to chciałoby ją w zimie odebrać na np. ogrzewanie. Jednego dnia zapotrzebowanie drastycznie wzrasta przekraczając kilku krotnie moc dostępną z KSE (Krajowa Sieć Energetyczna) co powoduje awarie podstacji czy też lokalne wyłączenia lub pożary infrastruktury. Sieć energetyczna jest tworem dość delikatnym i niezbyt lubi gwałtowne wzrosty lub spadki mocy. Na nic może się tu zdać awaryjne dokupienie potrzebnej mocy od naszych zagranicznych sąsiadów.

    Tu niestety dochodzimy do sedna problemu, ustawodawca mocno się przeliczył z popularnością instalacji fotowoltaicznych a sytuację pogłębia fakt iż infrastruktura energetyczna jest mocno zaniedbana i nieprzystosowana na takie potrzeby. Wyjściem i chyba jedynym sensownym są magazyny energii na które obecnie ustawodawca namawia użytkowników fotowoltaiki. Tu także jest pewien problem natury technicznej. Obecnie produkowane akumulatory mają niską sprawność oraz trwałość a bardziej zaawansowane magazyny oparte o akumulatory litowo-jonowe są drogie co podnosi znacząco i tak nie mały już koszt samej instalacji PV.

    Dochodzi jeszcze kwestia bezpieczeństwa pożarowego instalacji fotowoltaicznej. Szumny tytuł na portalu informacyjnym "Pożar paneli w miejscowości xxx!" jaki można spotkać ostatnimi czasy nie ma nic wspólnego z panelami! Nie płoną panele ani ich konstrukcja nośna (nie są wykonane z palnych materiałów) a zarzewiem pożaru jest kiepsko/źle wykonana lub zużyta ich instalacja elektryczna. Tu podobnie jak w przypadku tradycyjnej instalacji elektrycznej wszystkie niedoróbki mogą się zemścić. Trudno jednoznacznie stwierdzić gdzie leży przyczyna, czy jest to brak okresowych przeglądów (tradycyjna instalacja takich wymaga co 5 lat) czy ignorancja firm monterskich które liczą na szybki zysk. Ponieważ mamy do czynienia z prądem stałym (DC) ryzyko rośnie, jakiekolwiek słabe, iskrzące połączenie po stronie DC (od paneli do falownika) w połączeniu z napięciami rzędu kilkuset V powoduje zapalenie łuku elektrycznego a od tego do pożaru już blisko. Z tego właśnie względu aparatura do pracy z prądem DC mocno różni się konstrukcyjnie od typowych aparatów stosowanych przy zasilaniu sieciowym.

    Kolejną sprawą którą należy poruszyć jest recycling zużytych paneli fotowoltaicznych. Mimo deklarowanej obecnie przez producentów żywotności określanej na 20-30 lat w końcu trzeba będzie zagospodarować panele które straciły swoje zdolności produkcyjne. Sam panel jest w zasadzie w blisko 100% zbudowany z materiałów dających się z niego łatwo odzyskać, głównymi składnikami są bowiem szkło, aluminium i krzem które są dość prosty sposób "odzyskiwalne".

    Quote:
    Nim miną pokolenia, maszyny zaopatrywane będą w moc, którą da się uzyskać z dowolnego miejsca wszechświata… Czy będzie to energia statyczna, czy kinetyczna? Jeśli statyczna, na próżno żywimy nadzieję. Jeśli kinetyczna – a wiemy z pewnością, że właśnie taka – kwestią czasu pozostaje, by człowiek podłączył urządzenia do koła zamachowego przyrody.

    Nikola Tesla

    Źródło: Experiments with Alternate Currents of High Potential and High Frequency, 1904


    Moim skromnym zdaniem przyszłością fotowoltaiki będą indywidualne systemy Off-Grid budowane za własne fundusze gdyż zapewniają prawdziwą niezależność energetyczną swoim użytkownikom.

    Dużo słońca życzę!

    Cool! Ranking DIY
    Can you write similar article? Send message to me and you will get SD card 64GB.
    About Author
    ArturAVS
    Moderator of HydePark/Cars
    Offline 
    Z wykształcenia technik RTV, z zamiłowania elektronik/elektrotechnik konstruktor.
    Has specialization in: kf, audio, elektronika truck, inne dziwne konstrukcje
    ArturAVS wrote 13341 posts with rating 2456, helped 1470 times. Live in city Grajewo. Been with us since 2005 year.
  • IGE-XAO
  • #2
    gulson
    System Administrator
    ArturAVS wrote:
    - Krajowa spółka energetyczna ENEA planuje wprowadzić około 40 procentową podwyżkę taryf co znacząco wpłynie na już i tak drastyczną sytuację na krajowym rynku energetycznym.

    Na początku myślałem, że sobie jaja robisz, ale teraz:
    https://forsal.pl/biznes/aktualnosci/artykuly/8248030,ceny-pradu-podwyzka-taryfy-enea.html

    ArturAVS wrote:
    - Nowojorska giełda odnotowała drastyczny wzrost cen energii elektrycznej, jedna kilowatogodzina przekroczyła niespotykany poziom 500$!

    To miał być artykuł - felieton Sci-Fi a tu patrząc na giełdy towarowe, okazał się straszną prawdą.
    Czy dojdzie do tego, że będziemy się bali włączyć światło w pokoju? Ludzie! Gdzie my żyjemy? Co oni z nami robią? Obudźcie się! Energia elektryczna stała się zakładnikiem spekulantów i rządów! Nikola Tesla się w grobie przewraca, energia elektryczna powinna być za darmo, ona jest wszędzie:
    Energia elektryczna jest wszechobecna w nieograniczonych ilościach i może zasilać maszynerię świata bez potrzeby węgla, gazu czy innych paliw.

    Czekam z wypiekami na konstrukcję Off-Grid. Wszystkiego nam nie opodatkują (chociaż próbować warto).
  • #3
    tomybb
    Level 26  
    ArturAVS wrote:
    Moim skromnym zdaniem przyszłością fotowoltaiki będą indywidualne systemy Off-Grid budowane za własne fundusze gdyż zapewniają prawdziwą niezależność energetyczną swoim użytkownikom.


    Myślę że na chwilę obecną wydaje się że masz rację ale według mnie w przyszłości nie będzie tak różowo. Jeśli takich systemów będzie więcej to po prostu wprowadzą jakiś podatek/opłatę za sam fakt posiadania takiej instalacji/panela czy coś tego rodzaju. Za duże straty mogłoby mieć Państwo z tego tytułu. Wyobraźcie sobie samochody elektryczne ładowane z takiej instalacji - na czym Państwo zarobi jeśli nie kupisz benzyny razem ze wszystkimi opłatami w niej zawartymi? Jeśli sprawa dotyczy małej ilości - to tak, będzie to funkcjonować - ale jak ludzie zaczną masowo tego używać to na pewno coś się zmieni w tej kwestii. I nie mam tutaj żadnych aluzji do obecnej władzy bo tak będzie zapewne w każdym kraju. Takie jest moje zdanie.
  • #4
    gulson
    System Administrator
    tomybb wrote:
    Wyobraźcie sobie samochody elektryczne ładowane z takiej instalacji - na czym Państwo zarobi jeśli nie kupisz benzyny razem ze wszystkimi opłatami w niej zawartymi?

    To bardzo proste. Wiadome jest, że nie będą w stanie kontrolować faktu skąd ładujesz elektryka. Czy energii za licznika zakładu energetycznego, czy może Off-grid: chomik lata na kołowrotku. Dlatego w samochodach elektrycznych zaczną instalować pełne monitorowanie (oczywiście ze względów bezpieczeństwa) w tym licznik przejechanych kilometrów. Każdy kilometr - 2zł podatek drogowy. Bez urządzenia monitorującego nie uruchomisz pojazdu, a kara za wyjazd bez monitoringu to 100 tys zł. Chyba muszę się gdzieś się zgłosić do Ministerstwa, bo mam super pomysły.
  • IGE-XAO
  • #5
    Fimek
    Level 14  
    Sprawa pierwsza: 500$ za kWh? Skąd te informacje? Chyba za MWh - nadal dużo, ale to jednak nie to samo.
    Sprawa druga: dlaczego słowo "nas" piszesz wielką literą?

    Jeśli chodzi o opłaty za auto elektryczne - jeżeli uchwalona zostanie konieczność posiadania monitoringu samochodu za pomocą lokalizatora (Galileo, raczej nie GPS), to zarówno mandaty będzie można łatwo egzekwować, jak i naliczać opłatę za przejechane km. A jeżeli nie - to będzie po prostu opłata za użytkowanie samochodu.
  • #7
    khoam
    Level 40  
    ArturAVS wrote:
    Moim skromnym zdaniem przyszłością fotowoltaiki będą indywidualne systemy Off-Grid budowane za własne fundusze gdyż zapewniają prawdziwą niezależność energetyczną swoim użytkownikom.

    Moim zdaniem to się skończy tak, jak z niezależnością w zakresie produkcji alkoholu na własne potrzeby. Sama idea jest zbyt piękna, aby się sprawdziła.

    gulson wrote:
    Dlatego w samochodach elektrycznych zaczną instalować pełne monitorowanie (oczywiście ze względów bezpieczeństwa) w tym licznik przejechanych kilometrów.

    Już teraz to jest instalowane w "elektrycznych" samochodach. Kwestia tylko tego, kto z tego skorzysta. Dla przykładu, kamerka która "czyta" znaki ograniczenia prędkości i informuję kierowcę o przekroczeniu prędkości. Chyba na razie tylko kierowcę chociaż opcja przesłania danych jest dostępna.
  • #8
    Fimek
    Level 14  
    To jest na angielską modłę, gdzie "ja" pisze się wielką literą. Ale jednak tylko "ja", oraz tylko w angielskim... w języku polskim przyjęte jest pisać "On", "Jego", itp. wówczas, gdy podmiotem jest Bóg.

    Jeżeli chodzi o tanie elektryki - to jest kwestia przejściowa, stymulująca nabywców, by je właśnie kupować i użytkować. Wg mnie póki co tylko energia elektryczna ma sens (w sensie - zanim poznamy jakieś jeszcze inne oddziaływania fizyczne). Trzymam kciuki za elektryczną motoryzację. Za off-grid też trzymam, jednak ze świadomością, że wyłączanie się z globalnego systemu jest wbrew postępowi cywilizacyjnemu, gdzie jego podstawą jest wielka sieć zależności.
  • #9
    khoam
    Level 40  
    A tutaj piszą o problemach z fotowoltaiką. W Polsce oczywiście:
    https://businessinsider.com.pl/firmy/fotowolt...cow-energii-czekaja-masowe-wylaczenia/fhmxeyk

    "Bloki węglowe nie są bowiem wystarczająco elastyczne i nie mogą zmniejszyć produkcji poniżej określonego minimum." :lol:
  • #11
    szeryf3
    Level 23  
  • #12
    ArturAVS
    Moderator of HydePark/Cars
    Fimek wrote:
    Sprawa pierwsza: 500$ za kWh? Skąd te informacje? Chyba za MWh - nadal dużo, ale to jednak nie to samo.

    Gdybyś nie doczytał to cena w bliżej nieokreślonej przyszłości. A kto wie jak to będzie?

    Fimek wrote:
    Wg mnie póki co tylko energia elektryczna ma sens (w sensie - zanim poznamy jakieś jeszcze inne oddziaływania fizyczne)

    Marzy mi się mikro reaktor jądrowy wielkości przeciętnego wiadra który byłby w stanie dostarczać moc np. 40kW przez 50 lat i byłby przy tym całkowicie bezpieczny. Energia elektryczna ma jedną niezaprzeczalną zaletę, jest łatwo konwertowalna na inne rodzaje energii ze stosunkowo wysoką sprawnością.
    khoam wrote:
    A tutaj piszą o problemach z fotowoltaiką.

    Było to już dawno przewidywalne i branża o tym informowała.
  • #13
    pawelr98
    Level 39  
    khoam wrote:
    A tutaj piszą o problemach z fotowoltaiką. W Polsce oczywiście:
    https://businessinsider.com.pl/firmy/fotowolt...cow-energii-czekaja-masowe-wylaczenia/fhmxeyk

    "Bloki węglowe nie są bowiem wystarczająco elastyczne i nie mogą zmniejszyć produkcji poniżej określonego minimum." :lol:


    To nie tylko Polska ma takie problemy.

    Wiele krajów ma problem z panelami PV, które powodują wysoką niestabilność lokalnego napięcia w sieci i po prostu się je wyłącza.

    Podejście, że nie wyłączamy za wszelką cenę się kończy tak, że Włosi mają normę napięcia sieciowego zezwalającą na 270V w gniazdku, a Niemcy zdaje się 264V.
    Tylko ta zacofana Polska ma limit 253V.


    500$ za kWh to prędzej wynik kosmicznej inflacji, gdzie typowe zarobki są liczone w setkach tysięcy $.
    Tak to by każdy wsiadał na rowerek i pedałował. Godzina pedałowania przy mocy tych 100W i 200zł w kieszeni.

    Aż mi się przypominają książki postapo z serii Uniwersum Metro 2033, gdzie na stacjach właśnie rowerki bywają pomocniczym źródłem zasilania.

    Panele fotowoltaiczne też nie uratują raczej takiego człowieka.
    Prąd będzie miał latem, a zimą i tak będzie siedział po ciemku i w zimnie.
    Wielka mi różnica, latem i tak jest jasno i ciepło, a wymagania energetyczne są przez to odpowiednio niższe.

    Zresztą to tylko bardzo naciągana wizja przyszłości.
    W rzeczywistości ludność by się zaczęła buntować do tego stopnia, że szybko wszelkie zakazy palenia węglem, drewnem czy czymkolwiek zostałyby zniesione.
  • #14
    jariko
    Level 16  
    pawelr98 wrote:
    Podejście, że nie wyłączamy za wszelką cenę się kończy tak, że Włosi mają normę napięcia sieciowego zezwalającą na 270V w gniazdku, a Niemcy zdaje się 264V.
    Tylko ta zacofana Polska ma limit 253V.


    Mam ochronniki przepięciowe na 275V to po pierwsze. Po drugie 270V zabije wiele urządzeń w domu. Po trzecie zakłady energetyczne na odczepach trafostacji podnoszą napięcie byś za dużo nie mógł im wciskać energii. 253V to tez sporo
  • #15
    mipix
    Level 34  
    ArturAVS wrote:
    Tu niestety dochodzimy do sedna problemu, ustawodawca mocno się przeliczył z popularnością instalacji fotowoltaicznych a sytuację pogłębia fakt iż infrastruktura energetyczna jest mocno zaniedbana i nieprzystosowana na takie potrzeby.

    Mogę się zgodzić tylko z połową tego stwierdzenia. Sieć jest nieprzystosowana ale nie zaniedbana. Zwyczajnie jest zaprojektowana i zbudowana z założonym współczynnikiem jednoczesności, gdzie z góry jest przyjęte, że nie wszyscy odbiorcy korzystają z pełnej mocy przyłącza.
    Jest pewnym to, że gdyby wszyscy odbiorcy jednocześnie korzystali z pełnej mocy przyłączeniowej, to zabezpieczenia prądowe w stacjach notorycznie ulegały by uszkodzeniu. Zakładając, że moc przyłączeniowa jednego odbiorcy to 3x25A (13kW), to 10 takich odbiorców wymagało by zabezpieczenia 250A na obwodzie stacji. Tymczasem praktyka pokazuje, że 70A..100A na obwodzie jest w stanie obsłużyć kilkadziesiąt gospodarstw domowych.

    Odwróćmy teraz kierunek przepływu energii. Włączamy fotowoltaikę. Kilkadziesiąt domków-producentów z instalacjami 10kW (nie prosumentów, zakładam że nic nie odbierają). Każdy z nich jest w stanie generować 8..10kW mocy w sprzyjających warunkach. Śmiało można przyjąć, że jedna stacja obsługuje 40 domków. Jeśli każdy z nich będzie chciał oddać 10kW, to obecna stacja z transformatorem 250kVA będzie wymagała przebudowy, tylko dlatego, że fotowoltaika nie zna czegoś takiego jak współczynnik jednoczesności.

    Niektóre sieci projektowane w czasach powojennych dla zasilania domków z jedną żarówką, zostały w krótkim okresie (ok 5 lat) obciążone/zasilone mocą, której na etapie projektowania nie myślano. Modernizacja miejscami nie nadąża.

    "Problem słabych sieci" często wychodzi na jaw, gdy właściciele fotowoltaiki zauważają, że ich falowniki czasem się "wyłączają" a te lepsze zmniejszają moc oddawaną. Powodem tych wyłączeń jest zabezpieczenie nadnapięciowe ustawione dla naszego kraju na 230V +10%. Tu bardzo często nie jest winna sieć rozdzielcza (OSD) a słaba instalacja wewnętrzna (kiepski WLZ).

    Jako prosument zastanawiałem się dlaczego w bezchmurny dzień, wykresy mojej produkcji są poszarpane w godzinach okołopołudniowych. Okazało się, że przyszło do mnie to czego się obawiałem od jakiegoś czasu. Sąsiedzi mają już na tyle duże instalacje, że napięcie sieci podniosło się do poziomu w którym u mnie zaczynają się "wyłączenia" falownika z powodu przekroczenia maksymalnego napięcia na wyjściu. Celowo nie piszę napięcia sieci, bo dobry elektryk wie, że napięcie na dwóch końcach jednego przewodu w zależności od jego długości, przekroju i przesyłanej mocy, może być różne.
    Zrobiłem przegląd, znalazłem kilka słabych punktów i zrobiłem kilka przeróbek eliminujących spadki napięcia w instalacji wewnętrznej. Po zastanowieniu bardziej trafnym będzie napisać "wzrosty napięcia" w instalacji wewnętrznej.

    Okazało się też, że mam uszkodzoną podstawę zabezpieczenia głównego. Jeden z bezpieczników grzał się do ponad 60 stopni. Sprawdziłem spadek napięcia. Na tym grzejącym się bezpieczniku wyszło 0,7V. W takie miejsca czasem warto zaglądać. Znalazłem mocno stopioną izolację przewodów i skorodowane połączenia śrubowe. Po naprawie słabych punków instalacji wewnętrznej, falownik uspokoił się i jest w stanie oddać pełną moc.

    Oczywiście sąsiedzi nie śpią i licząc pieniądze inwestują w kolejne instalacje PV. Ja liczę się z tym, że nie jestem w stanie już bardziej poprawić sztywności swojej instalacji wewnętrznej i czasem mój falownik ograniczy moc oddawaną lub się na chwilę wyłączy.

    Piszę o tym tylko dlatego by uświadomić, że sieć to nie tylko przewody na ulicy, ale również te w domu.

    Pozdrawiam
  • #16
    ArturAVS
    Moderator of HydePark/Cars
    mipix wrote:
    sieć to nie tylko przewody na ulicy, ale również te w domu

    Sieć energetyczna to co innego jak instalacja odbiorcza która zaczyna się za aparaturą pomiarową (licznikiem) w obiekcie (lub na granicy posesji) odbiorcy. Choć są ze sobą powiązane każda odpowiada za co innego.
  • #17
    jack63
    Level 43  
    jariko wrote:
    zakłady energetyczne na odczepach trafostacji podnoszą napięcie byś za dużo nie mógł im wciskać energii. 253V to tez sporo

    To chyba nie jest tak jak piszesz. Dobór napięcia na odczepach jest taki aby na początku i na końcu linii napięcia pod obciążeniem mieści/y się w tolerancji. Jednak sprawa tyczy tylko odbioru energii. To zaszłość historyczna z czasów sprzed PV.
    Takie nieregulowane przełożenie transformatorów uniemożliwia wysłanie energii z PV poza obwód NN transformatora. Czyli wykorzystanie jej w miejscu gdzie mogło by być potrzebna i zużyta.
    Ponoć urządzenia przełączające odczepy trafo są bardzo drogie i zakłady energetyczne ich nie montują.
    Trochę takie opowieści trącą smrodkiem bezsensu. Mamy XXI wiek a tu infrastruktura energetyczna jak u Tesli na początku wieku XX. Do tego promocja PV.
    Kompletny idiotym. Zamiast doprowadzić system do możliwości odbioru prawie darmowej energii proponuje się wyłączanie zdalne falowników. Przecież wystarczyłby jeden zmyśny który ok 9 rano przełączyłby wajchę na inny odczep, wieczorem z powrotem. Taki żart.
    Z resztą można roszerzyć w dół dopuszczalne napięcie sieci. 95 % urządzeń sobie poradzi.
    Energetyka wydaje kasę na nowe liczniki ze zdalnym odczytem przez GSM i pewnie płaci operatorom za połączenia. Na liczniki kada jest a na przełączni odczepów kasy niet.
    Ogólnie z oze jest jak nie kijem go to pałką...
  • #18
    ArturAVS
    Moderator of HydePark/Cars
    @jack63 zgadzam się z Tobą całkowicie. U mnie napięcie sieciowe oscyluje w okolicach 243-249V, trafostacja jest kilkuletnia (parę lat temu była modernizacja sieci) a zasila jedynie kilkanaście domów. Strach pomyśleć co się będzie działo jak sąsiedzi zaczną PV montować. Moje panele przed kilkunastoma minutami już wylądowały na dachu warsztatu, moc około 0,8kW a mają zasilać tylko i wyłącznie warsztat + przy ewentualnej nadwyżce mocy grzałki CWU w domu. System Off-Grid oczywiście :D, zostanie również zaprezentowana na forum.
  • #19
    pawelr98
    Level 39  
    jack63 wrote:
    jariko wrote:
    zakłady energetyczne na odczepach trafostacji podnoszą napięcie byś za dużo nie mógł im wciskać energii. 253V to tez sporo

    To chyba nie jest tak jak piszesz. Dobór napięcia na odczepach jest taki aby na początku i na końcu linii napięcia pod obciążeniem mieści/y się w tolerancji. Jednak sprawa tyczy tylko odbioru energii. To zaszłość historyczna z czasów sprzed PV.
    Takie nieregulowane przełożenie transformatorów uniemożliwia wysłanie energii z PV poza obwód NN transformatora. Czyli wykorzystanie jej w miejscu gdzie mogło by być potrzebna i zużyta.
    Ponoć urządzenia przełączające odczepy trafo są bardzo drogie i zakłady energetyczne ich nie montują.
    Trochę takie opowieści trącą smrodkiem bezsensu. Mamy XXI wiek a tu infrastruktura energetyczna jak u Tesli na początku wieku XX. Do tego promocja PV.
    Kompletny idiotym. Zamiast doprowadzić system do możliwości odbioru prawie darmowej energii proponuje się wyłączanie zdalne falowników. Przecież wystarczyłby jeden zmyśny który ok 9 rano przełączyłby wajchę na inny odczep, wieczorem z powrotem. Taki żart.
    Z resztą można roszerzyć w dół dopuszczalne napięcie sieci. 95 % urządzeń sobie poradzi.
    Energetyka wydaje kasę na nowe liczniki ze zdalnym odczytem przez GSM i pewnie płaci operatorom za połączenia. Na liczniki kada jest a na przełączni odczepów kasy niet.
    Ogólnie z oze jest jak nie kijem go to pałką...


    Falowniki mają funkcję wyłączania już wbudowaną w siebie, po przekroczeniu napięcia, także sygnał zdalny to żaden problem. Elektronice wydać rozkaz "stop" jest łatwiej, bo nic nie kosztuje. Przełączane odczepy już wymagają jakiegoś dodatkowego osprzętu, za który ma płacić energetyka, a energetyka ma kasę od kowalskiego, który za to buli w rachunkach.

    Do tego jeśli energetyka zakładowa miałaby stawać, to już koszty są niebotyczne. PV na siebie zarabia głównie dlatego, że ma pierwszeństwo, od nich prąd ma płynąć zawsze, a wycofywać ma się energetyka konwencjonalna. Wtedy z punktu widzenia ekonomii coraz gorzej wypada konwencjonalna, bo nie produkując nie zarabia.

    Obecnie natomiast dochodzimy do punktu, gdzie niestabilność sieci wywołana OZE jest nie do ogarnięcia takimi środkami jak przykręcenie kurka konwencjonalnym elektrowniom. Jako że magazyny energii są koszmarnie drogie, to odłącza się po prostu powód niestabilności, czyli OZE.

    Funkcja odłączania jest też potrzebna z innego powodu. Co jeśli OZE w danym momencie przekracza zapotrzebowanie krajowe ? Chwalili się nieraz, że w X dniu w roku 100% zapotrzebowania krajowego pokryło OZE. A gdy OZE produkuje załóżmy 130%, to bez odłączenia lub ograniczenia mocy system by się posypał. Takie funkcje to też myślenie w przód.

    Natomiast od strony PV też można sobie z tym poradzić, odpowiednim ustawieniem paneli.
    Wtedy produkcja jest inaczej rozłożona w czasie, zresztą nawet korzystniej, bo produkuje więcej energii w godzinach kiedy zużycie jest największe, a nie kiedy najmniejsze.
    Mając inny rozkład produkcji od sąsiadów, można sobie poradzić z wysokim napięciem sieci.
  • #20
    ArturAVS
    Moderator of HydePark/Cars
    pawelr98 wrote:
    Natomiast od strony PV też można sobie z tym poradzić, odpowiednim ustawieniem paneli.

    Pawle, po części masz rację. Odpowiednie skoordynowanie ustawienia paneli dla kilku-kilkunastu instalacji PV w obrębie jednej podstacji trafo w pewnym stopniu ustabilizowałoby produkowaną moc w czasie. Jednak pogoda podobnie jak kobieta zmienną jest a na nią (pogodę) wpływu niestety nie mamy. Być może idea mości Edisona który propagował użycie prądu stałego+baterie potężnych kondensatorów oraz falowniki montowane dopiero u odbiorcy by się sprawdziły (ot tak mi przyszło do głowy).
  • #21
    jack63
    Level 43  
    pawelr98 wrote:
    Co jeśli OZE w danym momencie przekracza zapotrzebowanie krajowe ?

    To robi się eksport energii. Jak pisał gaz4, Polska na eksporcie zarabia. Do czasu oczywiście.
    pawelr98 wrote:
    Chwalili się nieraz, że w X dniu w roku 100% zapotrzebowania krajowego pokryło OZE.

    Kiedy tak było? Do tego jeszcze daleko nawet gdy nauczą się zmieniać odczepy...
    A wyłączanie zdalne falowników to pomysł głupiego na głupie, bo bez przygotowania infrastruktury rozbujanie PV.
    To wina naszych rządzących i ich chorej polityki. Dominacja nepotyzmu na fachowością i marketingu politycznego nad solidnym zarządzaniem.
    Zamiast na kopalnie pieniądze powinny iść na infrastrukturę, ale górnicy, choć ich wydobycie nie jest już nikomu potrzebne, są wciąż bardzo mocną grupą nacisku politycznego.
    Dopuki nie zmieni się władza doouty nie ma szans na jakiekolwiek rozsądne działania.
  • #22
    pawelr98
    Level 39  
    jack63 wrote:

    To robi się eksport energii. Jak pisał gaz4, Polska na eksporcie zarabia. Do czasu oczywiście.

    Pod warunkiem że mamy do kogo eksportować.
    W europie jest zwykle do kogo ale niektóre kraje takiego luksusu nie mają.

    Jest jeszcze kwestia takiej wizji, gdzie OZE w całej europie pracuje na pełnej mocy i nie ma gdzie upchać tego nadmiaru.

    Dlatego falowniki mają zarówno wyłączenia nadnapięciowie jak i nadczęstotliwościowe. Odczepy sobie mogą być, ale jak częstotliwość pójdzie do góry to też się wyłączy.
    jack63 wrote:

    Kiedy tak było?

    https://www.green-news.pl/977-100-proc-slonca-Niemcy

    Co prawda to Niemcy ale takie informacje od czasu do czasu wychodzą także w innych krajach, które bardzo intensywnie idą w OZE.
    Dania też miała takie dni.
    https://300gospodarka.pl/news/dania-po-raz-pi...0-swojego-zapotrzebowania-na-energie-z-wiatru

    A teraz załóżmy sytuację, gdzie przy dalszym rozwoju OZE coraz więcej krajów ma coraz więcej takich dni.
  • #23
    ArturAVS
    Moderator of HydePark/Cars
    pawelr98 wrote:
    Jest jeszcze kwestia takiej wizji, gdzie OZE w całej europie pracuje na pełnej mocy i nie ma gdzie upchać tego nadmiaru.

    Np. jakieś ogólnoświatowe święta w porze letniej gdzie większość zakładów/firm stoi a "producenci energii PV" wybywają np. nad wodę itp. Zapotrzebowanie małe a produkcja że cho cho, zwłaszcza przy idealnej pogodzie. To już nie byłby blackout tylko whiteout :D Nie mniej możliwy w praktyce. Może coś takiego by pozwoliło rozwiązać potencjalny problem? https://www.gramwzielone.pl/energia-sloneczna...omnej-elektrowni-slonecznej-csp-pod-las-vegas
  • #25
    ArturAVS
    Moderator of HydePark/Cars
    Po tej mapce widać że wyłączenie z eksploatacji kopalni i elektrowni Turów mocno może się dać południowym sąsiadom we znaki.
  • #26
    jack63
    Level 43  
    pawelr98 wrote:
    Dlatego falowniki mają zarówno wyłączenia nadnapięciowie jak i nadczęstotliwościowe. Odczepy sobie mogą być, ale jak częstotliwość pójdzie do góry to też się wyłączy.

    Częsttliwość falownika dostosowuje się do częstotliwości sieci do któej jest podłączony. To jest synchronizacja z siecią.
    Nie słyszałem aby kiedykolwiek częstotliwość rosła ponad normę. W drugą stronę już tak było gdzieś na bałkanach. Nie pamiętam gdzie, ale był to przewał i skończył się procesami.
    A mnie się marzą sieci DC, nawet równoległe do istniejących AC.
    Aby to się stało muszą wymrzeć leśne dziadki elektryki, a zdanie elektroników musi zacznie dominować.
  • #27
    clubber84
    Level 27  
    ArturAVS wrote:
    Po tej mapce widać że wyłączenie z eksploatacji kopalni i elektrowni Turów mocno może się dać południowym sąsiadom we znaki.

    O tym właśnie pisałem tu:
    https://www.elektroda.pl/rtvforum/viewtopic.php?p=19619227#19619227

    Rozmowy z "pepikami" powinny najpierw rozpocząć się od zdania: "Wyłączymy Turów, a wy w zimę albo będziecie marznąć albo kupować drożej od innych. Przy okazji poinformujemy waszych obywateli, że im przez to rachunki wzrosną o 50%, bo pewnie o tyle więcej zapłacicie za en. elektryczną u innych eksporterów".
    I skończą się ich naciski na zamknięcie Turowa.
  • #28
    jack63
    Level 43  
    clubber84 wrote:
    skończą się ich naciski na zamknięcie Turowa.

    Co to za mocarstwowe mrzonki rodem z tvpis???
    Ciekawe jak byś piszczał gdyby ci wykopali sąsiedzi wieką dziurę w ziemi zaraz za granicą działki?
  • #29
    clubber84
    Level 27  
    Kolego @jack63 - masz klapki na oczach, że nie wiesz o tym, iż Czesi mają więcej kopalni odkrywkowych, niż Polska?
    Ich kopalnie są cacy, a nasza jedna be?
    I nagle nasz Turów jest odpowiedzialny za suszę u nich? Wolne żarty. 😂
    jack63 wrote:
    gdyby ci wykopali sąsiedzi wieką dziurę w ziemi zaraz za granicą działki?

    Zaraz za granicą działki? Czy Turów jest zaraz za granicą polsko-czeską? Nie powiedziałbym.
  • #30
    clubber84
    Level 27  
    jack63 wrote:
    Nie nagle tylko coraz bardziej.

    Zapytam się jeszcze raz:
    Ich kopalnie są cacy, a nasza jedna be?
    Ich kopalnie nie oddziałują na środowisko, a nasza to ojejku, ojejku katastrofa?
    Od ruskiego trolla, to wyzywaj swoich kolegów, którzy uprawiają ruską propagandę na forum.