Laboratorij za energetiko: O mikro sončni elektrarni UM FERI

Vse se je začelo leta 1961 z inavguracijo takratnega predsednika ZDA J.F. Kennedy-ja. Zakaj z njim, se sprašujete? Ob njegovi inavguraciji je potekal prvi neposredni satelitski prenos televizijskega signala iz ZDA v Evropo. In kakšno zvezo ima to s sončno elektrarno? Veliko. Za napajanje tega satelita so bile namreč uporabljene sončne celice in zaradi tega je prof. dr. Jože Voršič, ko je postal vodja Laboratorija za energetiko na takrat še Tehniški fakulteti, začel raziskovati uporabo sončnih celic.

satelit

Že leta 1985 je pri podjetju Rade Končar kupil prve sončne module iz amorfnega silicija, ki so bili za takratne čase vrhunski izdelek z močjo 10 W na površini modula 0,3 m2. S temi moduli so se začela prva preskušanja vpliva vpadnega kota Sonca na modul, odvisnost od neposrednega in razpršenega obsevanja, vpliv senčenja …

V 90-ih letih 20. stoletja je na strehi objekta C nastal prvi manjši poligon za raziskave sončnih modulov, ki je do danes postal poligon, na katerem lahko testiramo polja sončnih modulov do skupne moči 1,5 kW, v prihodnosti pa bo z razvojem tehnologije ta moč verjetno še večja.

In kje je sedaj elektrarna, boste vprašali? Počasi, pojdimo z majhnimi koraki, kot je vse potekalo.

S posameznim sončnim modulom si ne moremo kaj veliko pomagati, le kakšni 12 V žarnici lahko dahnemo življenje, če seveda sije Sonce. Da bi lahko zvečer gledali televizijo, je potrebno že dodati akumulator in polnilnik zanj. Pa še televizor mora biti 12 V. Kako pa drugače uporabiti to energijo? Najbolje je, da se povežemo v električno omrežje in ga uporabimo kot »akumulator«: ko Sonce sije, oddajamo energijo v omrežje, ko ga ni, pa odvzemamo energijo iz omrežja. Ampak kot je že Newton dognal ima vsaka akcija svojo reakcijo. Za ugotavljanje medsebojnih vplivov pa smo potrebovali sončno elektrarno povezano v električno omrežje. Pa smo končno tam, pri sončni elektrarni.

poligon1V letu 2002 smo začeli z aktivnostmi za postavitev sončne elektrarne; saj si lahko mislite s čem: kako torej dobiti sredstva? V letu 2003 nam jih je v okviru raziskovalne naloge le uspelo dobiti in lahko smo se lotili »inženirskih« aktivnosti. Prva med njimi je bila, kam postaviti elektrarno: najbolj promocijsko bi bilo na Smetanovi ulici ob prostorih našega laboratorija, ampak tam je žal preveč sence.

S stališča osvetljenosti bi bilo najbolje na strehi katere od stavb tehniških fakultet, ampak kako bi jo lahko komu pokazali in kdo bi bil ‘dežurni alpinist’, da bi plezal, ko bi bilo treba kaj postoriti. Na koncu je elektrarna »pristala« na dvorišču tehniških fakultet, enostavno dostopna in dovolj osončena za izvajanje raziskav, hkrati pa je dobila še drugo vlogo – nadstrešnica za avtomobile. Kolikšen je vpliv sosednjih stavb na senčenje in delovanje, smo izvedeli kasneje, ko smo začeli izvajati meritve delovanja elektrarne.

grafi

V prvi fazi v letu 2004 sta elektrarno sestavljali dve polji sončnih modulov, vsako polje je pokrivalo dve parkirni mesti. Znotraj posameznega polja sta dve vzporedni veji sončnih modulov, v vsaki veji je 12 sončnih modulov vezanih zaporedno, da dosežemo enosmerno napetost med 180 in 230 V. Polji 1 in 2 sta tako sestavljeni iz 24 modulov nazivne moči 105 W in vsako polje ima moč približno 2,5 kWp. Enosmerni tok iz sončnih modelov se razsmerja na razsmernikih nazivne moči 3 kW, za vsako polje je svoj razsmernik in vsak razsmernik je vezan na svojo fazo električnega omrežja. Leta 2005 smo dodali še merilni sistem za nadzor delovanja elektrarne, merilnike sončnega obsevanja, vetra in temperature modulov in okolice.

V letu 2006 smo dodali še tretje polje, v tem so nameščeni, na enak način kot v prvih dveh poljih, moduli moči 110 W. S tem je moč elektrarne narasla na 7,5 kWp, pridobili pa smo tudi »zeleno polnilnico za električna vozila«, saj je eno od parkirnih mest pod nadstreškom namenjeno električnemu avtomobilu, ki so ga izdelali na naši fakulteti.

S fizično postavitvijo elektrarne pa se je »zabava« šele začela. Ideja je bila, da se razsmerniki, ki pretvarjajo enosmerni tok sončnih celic v izmenični tok omrežne frekvence 50 Hz, postavijo v bližnji objekt tehniških fakultet (razdalja 10 m) in potem čez parkirišče (razdalja 20 m) povežejo v transformatorsko postajo tehniških fakultet. Najprej se je zapletlo s prostorom za razsmernike, zato smo ob objektih in čez streho morali potegniti tri kable preseka 2×35 mm2 dolžine 100 m do hodnika pred prostori Laboratorija za energetiko, kjer smo postavili razsmernike. Te razsmernike smo nato v razdelilni električni omarici našega laboratorija hoteli priklopiti na električno omrežje, česar pa nam predstavniki distribucijskega podjetja niso dovolili, češ da to ni javno električno omrežje (priključitev elektrarne smo hoteli izvesti kot »navadni smrtniki«, po vseh postopkih, ki so bili takrat potrebni). Vzrok, da nismo bili na javnem električnem omrežju, je bil v dejstvu, da se javno električno omrežje konča na primarnih sponkah transformatorja tehniških fakultet 20/0,4 kV.

parkirisce

Transformator in vse, kar je povezano na sekundar, je zasebno omrežje, v katerega distributer električnega omrežja nima pravice posegati, zakonodaja pa mu zapoveduje, da ima dostop do točke, kjer je elektrarna priključena v omrežje. Posledično smo morali od razsmernikov, čez streho in bližnji travnik v Smetanovi ulici, potegniti še 150 m kabla preseka 4×35 mm2 do bližnje hiše, kjer smo se lahko priključili na javno električno omrežje. Septembra 2006 je bila mikro sončna elektrarna UM FERI priključena na javno električno omrežje in je bila po našem vedenju prva sončna elektrarna, priključena na električno omrežje po vseh predpisih.

Od priključitve na električno omrežje proizvede MSE UM FERI v povprečju letno okoli 8000 kWh električne energije, kar zadošča za dve povprečni slovenski gospodinjstvi.

Več o elektrarni, sončni energiji in še čem pa na: http://elektrarna.feri.uni-mb.si.

 

Lektorirala: Katarina Kikec

O avtorju / Špela Goričnik

Oseba, ki obožuje naravo, glasbo in film. Moto, ki me opisuje: "Življenje je slikarsko platno, obarvaj ga z vsemi barvami, ki jih lahko."

Špela Goričnik

Oseba, ki obožuje naravo, glasbo in film. Moto, ki me opisuje: "Življenje je slikarsko platno, obarvaj ga z vsemi barvami, ki jih lahko."

%d bloggers like this: