Παρουσίαση/Προβολή
Φωτοβολταϊκά Συστήματα και Εφαρμογές (Θ)
(ΕΝΕ-820) - Ηλίας Σταθάτος
Περιγραφή Μαθήματος
Στα πλαίσια του μαθήματος επιδιώκεται τόσο η εισαγωγή στη φωτοβολταϊκή τεχνολογία όσο και η μελέτη πραγματικών προβλημάτων που συναντώνται στην εγκατάσταση φωτοβολταϊκών συστημάτων. Οι υψηλοί ρυθμοί εργοστασιακής παραγωγής φωτοβολταϊκών πλαισίων σε διεθνή κλίμακα αλλά και οι αυξανόμενοι ρυθμοί εγκατάστασής τους ενισχύουν την προοπτική ανάπτυξης νέων δραστηριοτήτων στο συγκεκριμένο τομέα. Στα πλαίσια αυτής της προοπτικής, το μάθημα, που περιλαμβάνει θεωρητικό και εργαστηριακό μέρος, δίνει τη δυνατότητα στους σπουδαστές να εκπαιδευτούν τόσο σε θέματα που αφορούν τα υλικά που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή φωτοβολταϊκών στοιχείων όσο και σε θέματα που αφορούν την εφαρμογή φωτοβολταϊκών πλαισίων σε αυτόνομα και διασυνδεδεμένα δίκτυα.
Ημερομηνία δημιουργίας
Τρίτη 27 Οκτωβρίου 2020
-
Περιεχόμενο μαθήματος
Οι θεματικές ενότητες του μαθήματος αναπτύσσονται σε δεκατρείς εβδομάδες και έχουν ως εξής:
1η Ενότητα: Ηλιακή ακτινοβολία, ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, βασική θεωρία και χαρακτηριστικά μεγέθη ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, ηλιακή ακτινοβολία και επίδρασή της ατμόσφαιρας της γης στη διέλευσή της, ηλιακή σταθερά, στοιχεία ατμοσφαιρικής φυσικής, κύρια αέρια της ατμόσφαιρας και η σημασία τους, φάσμα ηλιακής ακτινοβολίας, ολική, απευθείας, διάχυτη και διάχυτα ανακλώμενη ακτινοβολία, όργανα μέτρησης ηλιακής ακτινοβολίας και φασματικής της κατανομής, κίνηση της γης γύρω από τον ήλιο, συντεταγμένες της θέσης του ήλιου σε σύστημα παρατηρητή, χρόνος ανατολής και δύσης του ηλίου, διάρκεια ημερήσιου τόξου, ημερήσια ενεργειακή απολαβή από τον ήλιο, εκμετάλλευση ηλιακής ακτινοβολίας, δυνατότητα αξιοποίησης της φωτοβολταϊκής ενέργειας, προσανατολισμός συλλέκτη και στοιχεία προσδιορισμού του, αληθής ηλιακός χρόνος, εξίσωση του χρόνου, τρόποι στήριξης συλλεκτών.
2η Ενότητα: Επαφή ημιαγωγών τύπου p και n, διάχυση, ηλεκτρικό πεδίο στην περιοχή της επαφής δύο σωμάτων, ηλεκτρική συμπεριφορά της επαφής p‐n, χαρακτηριστική καμπύλη ρεύματος ‐ τάσης μιας επαφής p‐n, φωτοβολταϊκό φαινόμενο, βασικές προϋποθέσεις δημιουργίας φωτοβολταϊκού φαινομένου, ηλεκτρικά χαρακτηριστικά φωτοβολταϊκού στοιχείου, ισοδύναμο κύκλωμα φωτιζόμενου φωτοβολταϊκού στοιχείου, χαρακτηριστική καμπύλη ρεύματος‐τάσης φωτοβολταϊκού στοιχείου, σημείο λειτουργίας μέγιστης ισχύος, παράγοντας πλήρωσης φωτοβολταϊκού στοιχείου, καμπύλη φόρτου, απόδοση, φωτοβολταϊκά στοιχεία πυριτίου και άλλων υλικών, λεπτών επιστρώσεων, οργανικά φωτοβολταϊκά στοιχεία.
3η Ενότητα: Επίδραση θερμοκρασίας στα ηλεκτρικά χαρακτηριστικά του φωτοβολταϊκού στοιχείου, τρόποι σύνδεσης φωτοβολταϊκών στοιχείων, φωτοβολταϊκά πλαίσια, ονομαστική ισχύς, συνθήκες κανονικής λειτουργίας, απόδοση και παράγοντες που την επηρεάζουν, προβλήματα σκίασης και βλάβης, διατάξεις προστασίας πλαισίων.
4η Ενότητα: Aποθήκευση ηλεκτρικής ενέργειας και διαχείριση ισχύος φωτοβολταϊκών συστημάτων, ηλεκτρικοί συσσωρευτές και χαρακτηριστικά τους, συσσωρευτές μολύβδου‐θειϊκού οξέος, χρόνος ζωής συσσωρευτών, προσδιορισμός κατάστασης φόρτισης συσσωρευτή, εξάρτηση της χωρητικότητας συσσωρευτή από τους κύκλους λειτουργίας του, επίδραση θερμοκρασίας στο χρόνο ζωής του συσσωρευτή, ηλεκτρονικά των φωτοβολταϊκών, ελεγκτής φόρτισης συσσωρευτή, μετατροπείς DC‐DC, DC‐AC και AC‐DC.
5η Ενότητα: Φωτοβολταϊκά συστήματα, χαρακτηριστικά, κατηγορίες και σύνθεση, αυτόνομα συστήματα, κάλυψη ημερησίων ενεργειακών απαιτήσεων, ενεργειακό ισοζύγιο ημερησίως παραγόμενης ‐ καταναλισκόμενης ενέργειας, αποδοτικότητα συστοιχίας, συντελεστής χρησιμοποίησης, προσδιορισμός αυτόνομου συστήματος και κόστος ενέργειας, ενεργειακή αποδοτικότητα φωτοβολταϊκών πλαισίων διαφορετικής τεχνολογίας, παραδείγματα υπολογισμού αυτόνομου φωτοβολταϊκού συστήματος με βάση την αυτονομία του συσσωρευτή.