Ćwiczenie 24. Panele fotowoltaiczne: stacjonarne i obrotowy
Ćwiczenie
Konspekt
Temat ćwiczenia:
Ver. 1.01
nr 24
Panele fotowoltaiczne: stacjonarne i obrotowy
Nr zespołu: Wydział, rok, grupa: Data
Ocena
Nazwisko i imię
Teoria Wykonanie ćwiczenia Końcowa z ćwiczenia
1.
2.
Elementy układu:
1. Trzy panele PV (umieszczone na dachu budynku) dwa stacjonarne jedne na obrotnicy
2. moduł pomiarowo-obcią\
eniowy
3. karta pomiarowa
4. sterownik obrotnicy
5. komputer
Schemat stanowiska pomiarowego pokazany jest na zdjęciu poni\
ej:
Kompletne stanowisko dydaktyczne wewnątrz laboratorium składa się z:
1-Ekran komputera z uruchomionym oprogramowaniem w środowisku Labview,
2-Moduł pomiarowo-obcią\
eniowy z układem chłodzenia w dolnej części,
3-Rozdzielnia z zainstalowanym wewnątrz stabilizatorem zasilającym układ chłodzenia,
4-Zabudowana karta pomiarowa USB 6008 firmy National Instruments
Wydział Energetyki i Paliw Akademii Górniczo  Hutniczej w Krakowie.
1
Ćwiczenie 24. Panele fotowoltaiczne: stacjonarne i obrotowy
I. Wykonanie ćwiczenia:
1. Uruchom komputer znajdujący się na stanowisku
2. Uruchom oprogramowanie znajdujące się na pulpicie w katalogu:
 Panele PV/v1/Fotoogniwa aplikacja exe
3. Załącz przełącznikami hebelkowymi (poło\
enie dolne) obcią\
enie modułów PV
4. Sprawdz
czy są wyświetlane odczyty napięcia i prądów dla trzech paneli, oznaczonych jako
[1], [4], [5]
5. Sprawdz
czy wyświetlane wartości są przedstawiane są na wykresie
6. Otwórz z poziomu pulpitu Internet Explorer
7. Wpisz adres 149.156.122.189 i zatwierdz
proponowane hasło
8. Sprawdz
czy uzyskałeś podgląd na panel obrotowy, widok powinien przypominać pokazany
poni\
ej:
9. Zmniejsz okno IE, tak aby był widoczny tylko panel obrotowy i aby nie zasłaniało istotnych
elementów ekranu programu paneli.
10. Załącz sterownik panelu obrotowego
11. Obsługa sterownika:
a) Po załączeniu powinien pojawić się na wyświetlaczu komunikat:
1 Wertykalny 0�
2 Horyzontalny 0�
b) Ustawianie kąta wertykalnego:
" wciśnij  1 : powinien zacząć mrugać napis: 1 Wertykalny 0� i wyświetli się
komunikat:
>> wertykalny <<
(0-70) 0
" za pomocą klawiatury wprowadz
wartość kąta
" wciśnij klawisz  shift
" powinien pojawić się komunikat:
hv 1 k  wartość kąta
rs: 20/20
" po chwili powinien pojawić się kolejny komunikat:
ustawiam =>  wartość kąta
" po zakończeniu ustawiania powinien pojawić się komunikat
kąt ustawiony
" zostanie wyświetlony napis jak w punkcie  a , z tym, \
e będzie podana wartość
ustawionego kąta
Wydział Energetyki i Paliw Akademii Górniczo  Hutniczej w Krakowie.
2
Ćwiczenie 24. Panele fotowoltaiczne: stacjonarne i obrotowy
c) ustawianie kąta horyzontalnego odbywa się w sposób analogiczny jak kąta wertykalnego,
\
tym, \
e u\
ywa się klawisza  2 a odpowiednie komunikaty są następujące:
hv 0 k  wartość kata
rs: 10/10
12. Oblicz wg odpowiedniego algorytmu wartości kątów dla poło\
enia słońca w chwili obecnej
(nale\
y przewidzieć na obliczenia czas ok. 15 min, zatem obliczenia wykonaj dla aktualnego
czasu+15 minut)
13. Ustaw panel obrotowy zgodnie z instrukcją powy\
ej, przy czym kąt azymutu ustawia się w ten
sposób, \
e kąt ustawiany jest równy 122 (stopnie)  kąt obliczony!
14. Porównaj wskazania mocy z poszczególnych paneli
15. Uruchom zapis do pliku: nazwij swój plik (najlepiej tak, aby w nazwie znalazł się numer
grupy i zespołu), wciśnij  WA

CZ ZAPIS . W oknie  Ście\
ka dostępu do pliku poka\
e się
miejsce, w którym zapisane są wyniki.
16. Dla wybranej chwili czasowej oszacuj sprawność paneli fotowoltaicznych: z monitora
natę\
enia promieniowania słonecznego (multimetr przy stanowisku  wska\
e
prowadzący) odczytaj wartość natę\
enia promieniowania słonecznego według wzoru:
S[W/m2]=U[V] * 315
i porównaj do mocy uzyskiwanych w panelach.
17. Prowadz
zapis przez ok. pół godziny
Wydział Energetyki i Paliw Akademii Górniczo  Hutniczej w Krakowie.
3
Ćwiczenie 24. Panele fotowoltaiczne: stacjonarne i obrotowy
II. Opracowanie danych:
Przejrzeć plik z zarejestrowanymi danymi. Opis kolumn:
1- czas w sekundach
2- czas w minutach
3- skok czasu pomiędzy pomiarami
4- napięcie 1-go panelu
5- natę\
enie 1-go panelu
6- moc 1-go panelu
7- napięcie 2-go panelu
8- natę\
enie 2-go panelu
9- moc 2-go panelu
10- napięcie 3-go panelu
11- natę\
enie 3-go panelu
12- moc 3-go panelu
Plik zaeksportować do Excela lub do innego programu typu Mathcad, Origin, Matlab, itp.
1) Sporządz
wykres mocy w funkcji czasu dla trzech paneli
2) Podaj wartości obliczonych kątów określających poło\
enie Słońca (oraz wartości pośrednie
obliczeń):
Numer dnia w roku, deklinację, poprawkę dla czasu słonecznego, poprawkę Et
3) Zaznacz krzywe dla panelu obrotowego, całorocznego i letniego
4) Odpowiedz na pytanie: dla jakiego kolektora moc jest największa i dlaczego
5) Wyznacz sprawność konwersji energii dla poszczególnych paneli poprzez porównanie z
odczytanym natę\
eniem promieniowania słonecznego
6) Podaj ilość wytworzonej energii w trakcie rejestracji danych do pliku dla ka\
dego panelu
7) Opisz słownie jaka w przybli\
eniu panowała pogoda podczas pomiarów (podaj np. czy była
widoczna tarcza słoneczna, jaka była grubość i wyskość warstwy chmur, czy były opady itp.,
tak aby odnieść wielkość pozyskanej energii do warunków atmosferycznych)
Wydział Energetyki i Paliw Akademii Górniczo  Hutniczej w Krakowie.
4
Ćwiczenie 24. Panele fotowoltaiczne: stacjonarne i obrotowy
Dodatek: Algorytm obliczenia pozycji Słońca na nieboskłonie
1) Kątowa odległość Słońca od płaszczyzny równika  � [o]
284 + Nd
�ł
� = 23.45�" sin�ł360 �"
�ł �ł
365
�ł łł
gdzie:  numer dnia w roku.
2) Czas słoneczny T [godzina przeliczona na wartość dziesiętną],
słon
,
gdzie: T  czas aktualny,
obow
popr  poprawka czasu wyra\
ona wzorem po ni\
ej:
[godzina przeliczona na wartość dziesiętną]
gdzie: - długość południka dla którego został ustalony obowiązujący czas w Polsce (latem 30E,
zimą 15E),
- lokalna długość geograficzna,
- wielkość związana z zaburzeniem w ruchu obrotowym (rys. 10) Ziemi dookoła Słońca,
modyfikująca poprawkę czasu w zakresie od -15 do +15minut, wartość tej poprawki odczytaj z
wykresu:
3) Kąt godzinowy � [o]
4) Wysokość kątowa Słońca nad płaszczyzną horyzontu 
Wydział Energetyki i Paliw Akademii Górniczo  Hutniczej w Krakowie.
5
Ćwiczenie 24. Panele fotowoltaiczne: stacjonarne i obrotowy
gdzie:  szerokość geograficzna [o].
5) Azymut - ś [o]
,
gdzie:
- Azymut w dowolnej ćwiartce nieboskłonu,
B  stała,
Aby wyznaczyć azymut słoneczny musimy określić w której ćwiartce nieboskłonu jest Słońce poprzez
porównanie kąta godzinowego dla którego Słońce przyjmuje pozycję na linii wschód- zachód
,
a kątem godzinowym.
Stałe C1 i C3[1]
ńł 1 dla � d" �EW
C1 =
�ł
-1 dla � > �EW
ół
1 dla � e" 0
ńł
C3 =
�ł
-1 dla � < 0
ół
Stała B
ńł -1 dla C1 = -1, C3 = -1
�ł
0 dla C1 = 1, C3 = -1
�ł
B =
�ł
0 dla C1 = 1, C3 = 1
�ł
�ł
1 dla C1 = -1, C3 = 1
ół
Dla C1 = -1 Słońce znajduję się na północ od linii wschód zachód, stała C3 określa czy rozpatrywana
chwila jest przed (-1) czy po (1) południu.
1
W literaturze u\
ywa się jeszcze stałej C2, ale dla szerokości geograficznych Polski jej wartość jest stała i
wynosi jeden, zatem nie jest tu obliczana.
Wydział Energetyki i Paliw Akademii Górniczo  Hutniczej w Krakowie.
6