cosideratii fotovoltaice

Upload: mihai-secara

Post on 07-Apr-2018

254 views

Category:

Documents


2 download

TRANSCRIPT

  • 8/4/2019 cosideratii fotovoltaice

    1/22

    Alimentare Autonom cu Electricitate din Surse Fotovoltaice Generaliti

    1

    Alimentare Autonom cu Electricitate dinSurse Fotovoltaice Generaliti

    1 Introducere

    Sistemele de alimentare neconectate la reea pentru consumatori cu un consummediu de putere, de la civa wai la cteva mii de wai, constau, n general, dinsisteme de stocare electrochimice sau din motoare alimentate de combustibili fosilicare acioneaz un generator. Durata de via a acestor sisteme, impactul ecologic icostul ridicat al bateriilor fac ca stocarea electrochimic a energiei s nu fie foarteatractiv. Inconvenientele folosirii instalaiilor cu combustie includ folosireacombustibililor fosili (de obicei), zgomote, emisii toxice, necesitatea aprovizionrii cu

    combustibil i costuri mari pentru ntreinere.Inconvenientele surselor de energie electric independente clasice au dat deja opoziie solid pe piaa surselor comerciale neconectate la reea, generatoarelorfotovoltaice. De exemplu, multe produse i sisteme pentru telecomunicaii, proteciacatodic mpotriva coroziunii, tehnologii de msurare i sisteme de semnalizare suntalimentate fotovoltaic. Un volum mare de vnzri se obine, de asemenea, ca urmarea folosirii generatoarelor fotovoltaice pentru electrificarea rural. n ri ca Indonezia,Mexic sau Kenia, s-a creat o pia stabil datorit instalrii a zeci de mii de Sistemede case solare SHS (Solar Home Systems).

    n cele ce urmeaz vor fi definii o serie de termeni. Apoi va fi prezentat potenialul depia pentru sursele de energie fotovoltaice neconectate la reea. Cu autorul unorscheme bloc, va fi artat structura diferitor tipuri de sisteme de alimentarefotovoltaice, neconectate la reea. n continuare, va fi discutat n detaliu principiul defuncionare i structura sistemelor hibride. n sfrit, va fi explicat rolul sistemului degestiune energetic, iar beneficiile acestuia vor fi ilustrate prin exemple concrete.

    2 Definirea unor termeni n scopul diferenierii ntre diferiteleaplicaii ale celulelor fotovoltaice.

    ntregul spectru al aplicaiilor celulelor fotovoltaice poate fi mprit n dou mari categorii:aplicaii neconectate la reea (off-grid) i aplicaii conectate la reea (on-grid).Aplicaiile neconectate la reea pot fi, mai departe mprite astfel: aplicaii autonomei aplicaii din zona reelei. Un alt criteriu de clasificare este legat de ieirilesistemului; sistemele cele mai mari sunt numite i instalaii fotovoltaice de putere sau

  • 8/4/2019 cosideratii fotovoltaice

    2/22

  • 8/4/2019 cosideratii fotovoltaice

    3/22

    Alimentare Autonom cu Electricitate din Surse Fotovoltaice Generaliti

    3

    3 Piaa sistemelor fotovoltaice de generare a energieineconectate la reea

    3.1 Piaa astzi

    Generatoarele fotovoltaice reprezint deja o surs de putere interesant - economicchiar - pentru aplicaii neconectate la reea.

    Un exemplu de aplicaie industrial pentru generatoarele fotovoltaice este instalaiade taxare a parcrilor. n acest caz, generatoarele fotovoltaice au un mare ctig fade sursele convenionale - cum ar fi bateriile sau reeaua public - datoritnumeroaselor lor avantaje.

    Generatoarele fotovoltaice pentru telecomunicaii includ sisteme pentru satelii,uniti de transmisie sau/i staii de legtur prin microunde. n zonele rurale din rile slab industrializate, sisteme fotovoltaice mici furnizeaz

    putere pentru iluminare i pentru radiouri, pentru barci i case, pentru pomparea ipentru tratarea apei potabile. Adesea, extinderea reelei ar fi mult mai scump, chiardac condiiile geografice ar permite-o.

    Dup cum arat figura 2, n 2002 47% din celulele fotovoltaice produse pe planmondial erau folosite n sisteme fotovoltaice neconectate la reea. La o producietotal de 525 MWp, aceasta reprezint n jur de 250 MWp.

    Produse consumatori

    11%

    US rezidenial n afara reelei

    5%

    Lumea ruralnafara reelei

    11%

    Comunicaii i

    semnale11%

    PV-diesel,

    comercial

    9%

    Rezidenial/comercialconectat la reea

    52%

    Centralizat conectatla reea (> 100 kW)

    1%

    Produse consumatori

    11%

    US rezidenial n afara reelei

    5%

    Lumea ruralnafara reelei

    11%

    Comunicaii i

    semnale11%

    PV-diesel,

    comercial

    9%

    Rezidenial/comercialconectat la reea

    52%

    Centralizat conectatla reea (> 100 kW)

    1%

    Figura 2: Distribuia produciei mondiale de celule solare n 2002

    3.2 Potenialul viitor al pieei

  • 8/4/2019 cosideratii fotovoltaice

    4/22

    Alimentare Autonom cu Electricitate din Surse Fotovoltaice Generaliti

    4

    n multe sisteme de generare a energiei pentru produse industriale, tendina estespre sisteme distribuite, fr legtur n cablu. Telecomunicaiile prsesc reeauafix. n regiunile rurale din rile slab industrializate, oamenii solicit lumin,dispozitive electrice, comunicaii radio.

    Sistemele fr fir au noi exigene fa de sursele de energie. Oriunde primeazflexibilitatea, sigurana n funcionare i protecia mediului, generatoarele fotovoltaiceau avantaje fa de sistemele convenionale. De exemplu, generatoarele fotovoltaicecresc mobilitatea dispozitivelor portabile, cresc libertatea de poziionare a sistemelorelectronice, permit alimentarea barcilor i a caselor ndeprtate i asigurntreinerea simpl i n siguran a alimentrii.

    Pentru a ilustra ct de atractiv este piaa generatoarelor fotovoltaice nelegate la reea,s-au selectat o serie de exemple. Va fi subliniat potenialul diferitelor zone i produse i,n plus, vor fi estimate cerinele care rezult pentru generatoarele fotovoltaice.

    Exemple de produse industriale:

    n Germania se instaleaz, se schimb sau se rennoiesc anual ntre 3500 i4000 de instalaii de taxare n parcri. Dac 70% dintre acestea se alimenteaz de lacelule solare i dac dimensiunea unui generator solar utilizat pentru fiecareinstalaie este, n medie, de 20Wp, cererea anual de celule solare ar fi de 50 kWp. Indicatoarele de nivel pentru ap se utilizeaz de-a lungul rurilor, n mlatini sau la

    lacurile de acumulare. n general, un generator de 10 Wp furnizeaz suficient energie.Potenialul mondial este estimat la 10000 de dispozitive de msurare /2/. Dac toateaceste uniti ar fi alimentate de generatoare fotovoltaice, cererea ar fi de 100 kWp.

    Telefoanele celulare permit oamenilor s cumpere de la automatele de vnzare,s plteasc tichete de parcare, s aib acces la toaletele publice sau s deschidbariere (cumprturi celulare). Facturarea se face prin factura telefonic. Sistemelefotovoltaice pot furniza energie automatelor de vnzare sau elementelor deacionare, care, de obicei, se afl la distan. Numai n Germania sunt instalate maimult de 2 milioane de automate de vnzare. 800000 dintre ele sunt automate pentruvndut igri /3/. Dac numai jumtate dintre automatele de vnzare din Germania arfi echipate s lucreze cu telefoane celulare i energia ar fi furnizata fotovoltaic,cererea ar fi ntre 3 i 10 MWp

    .

    n transportul public local, generatoarele fotovoltaice pot furniza nu numaienergia pentru hrile de ghidare electronice sau panourile de observare, dar ipentru stopuri i iluminare. n funcie de ct de mare este zona de ateptare i de ctde mult lumin este dorit de-a lungul drumului, trebuie s fie instalate generatoaresolare ntre 50 i 500 Wp. Potenialul mondial este estimat la 100000 de zone de

    ateptare /2/. Cererea care este posibil s rezulte este ntre 5 MWp i 50 MWp.

    Exemple din domeniul telecomunicaiilor:

    Numai n Europa de Vest vor fi instalate pn n 2007 n jur de 40000 de releede retransmisie pentru reeaua de telefonie mobil. Pn la 20% dintre acestea vor fi

  • 8/4/2019 cosideratii fotovoltaice

    5/22

    Alimentare Autonom cu Electricitate din Surse Fotovoltaice Generaliti

    5

    instalate n zone cu acces limitat sau chiar fr acces la reeaua de distribuie aenergiei electrice. Dac presupunem c n jur de 10% dintre staiile noi deretransmisie vor fi alimentate de sisteme fotovoltaice hibride i c pe fiecare dintreele vor fi instalate celule solare de 1 - 2 kWp, cererea va fi ntre 40 i 80 MWp.

    Pentru creterea securitii, n reeaua de distribuie a energiei electrice sefolosesc comutatoare de putere. Puterea fotovoltaic permite mai mult libertate nplasarea acestor uniti i costuri mai mici pentru extinderea reelei. Aceste unitisunt acionate prin reeaua de telefonie mobil deja existent, prin legturileinterurbane ale reelelor radio mobile sau prin companii de reele mobile. Potenialulmondial este estimat la 100.000 de uniti /2/. Dac generatorul solar este estimat la40 Wp, cererea va fi n jur de 4 MWp.

    Exemple din telematic:

    n Germania, compania DDG a instalat n jur de 4000 de senzori staionari,alimentai fotovoltaic, la un interval de 4 km, pe autostrad, pentru a nregistra datele

    traficului (vitez, volum, tipul vehiculelor). Urmeaz s se adauge i alte sisteme,cum ar fi cele pentru controlul traficului. Dac datele s-ar colecta de pe toate oseleledin afara oraelor i satelor, la fiecare 4 km, atunci, pentru a acoperi cei 219.240 kmde osele /4/, ar fi necesare n jur de 55000 de sisteme de achiziie de date.Acest calcul arat c aceast mic zon a telematicii ar determina, numai nGermania, o cerere ntre 0,5 i 1 MWp de putere fotovoltaic.

    Reeaua mondial de cale ferat are n jur de 1,25 milioane de kilometri /5/.Chiar n Statele Unite i n Europa nc mai exist uniti de semnalizare carefuncioneaz cu gaz. Reeaua se extinde din ce n ce mai mult n noi zone, n rilemai slab dezvoltate (cum ar fi China, India, America Latin). Dac presupunem cnumai 100.000 dintre unitile de semnalizare existente sau noi vor fi echipare cu

    generatoare fotovoltaice, iar generatoarele sunt n jur de 50 Wp pe unitate desemnalizare, atunci cererea va fi de 5 MWp.

    Exemple din case:

    n regiunile fr reea de distribuie a energiei electrice din rileneindustrializate, ard n fiecare noapte sute de milioane de lmpi cu petrol /6/. Simpla nlocuire a 100 de milioane din aceste lmpi cu cte un modul solar de 5 Wp arproduce o cerere de 500 MWp.

    Dou miliarde de oameni nu au acces la reeaua public; jumtate dintre acetianu au electricitate de loc. Dac nevoile lor de baz s-ar acoperi folosind generatoare

    solare, numai cu 10 Wp de persoan i dac instalaiile necesare s-ar realiza n viitorii20 de ani, cererea anual care rezult ar fi de 1.000 MWp /7/.

    Dac s-ar gsi nite mecanisme corecte de finanare pentru electrificarea rural cugeneratoare fotovoltaice, dac ar fi stabilit infrastructura necesar pentru instalarea,operarea i ntreinerea unor astfel de sisteme i dac s-ar lua n considerareaspectele sociale locale specifice, s-ar deschide o pia uria i electrificarea rural

  • 8/4/2019 cosideratii fotovoltaice

    6/22

    Alimentare Autonom cu Electricitate din Surse Fotovoltaice Generaliti

    6

    ar putea servi ca o platform de lansare pentru o explozie economic i energetic ndomeniul fotovoltaic.

    4 Principiul de proiectare a sistemelor fotovoltaice neconectatela reea

    Proiectarea modular a generatoarelor fotovoltaice permite ca sistemele de generare aenergiei s fie instalate pentru un domeniu foarte larg de puteri de ieire. Dar, indiferentde puterea de ieire, proiectarea de baz a acestor sisteme este foarte asemntoare. n cele ce urmeaz va fi prezentat, cu ajutorul schemelor bloc, principiul deproiectare a sistemelor fotovoltaice pure i a celor hibride.

    4.1 Principul de proiectare a sistemelor fotovoltaice pure

    4.1.1 Sisteme fotovoltaice pentru alimentarea consumatorilor de c.c.

    Un sistem fotovoltaic pentru alimentarea unui consumator de curent continuu const,n general, dintr-un generator solar, un controller de ncrcare i un dispozitiv pentru nmagazinarea energiei. Dac nu exist concordan ntre tensiunea furnizat debateri i cea necesitat de consumator, se folosete un transformator c.c./c.c., plasat ntre baterie i consumator (figura 3). Aceste sisteme, destinate alimentrii exclusivfotovoltaice, se folosesc cel mai mult n Europa Central pentru alimentareaconsumatorilor cu consum mic de energie (cum sunt instalaiile de taxare din parcri,telefoane de urgen, iluminarea adposturilor din staiile de autobuz) sau pentruaplicaii folosite, n special, n cele ase luni mai nsorite ale anului (cum sunt barcipentru grdini sau pompe de ap pentru irigaii). Lng ecuator, unde radiaia solareste aceiai pe tot parcursul anului, astfel de sisteme pot alimenta consumatori mari(cum ar fi unitii de transmisie sau de retransmisie) n siguran i economic.

    Generatorfotovoltaic

    Controller dencrcare

    Acumulator

    Stabilizatorde tensiune

    Consumator

    Figura 3. Schema bloc a unui sistem fotovoltaic pentru consumatori de c.c. (Imagine:Fraunhofer ISE, Freiburg, Germania).

  • 8/4/2019 cosideratii fotovoltaice

    7/22

    Alimentare Autonom cu Electricitate din Surse Fotovoltaice Generaliti

    7

    4.1.2 Sistem fotovoltaic fr stocare de energie

    n cazul dispozitivelor i a consumatorilor mici, atunci cnd cererea de energie estesimultan cu producerea ei, nu mai este necesar bateria de acumulare a energiei

    (figura 4). Tensiunea consumatorului poate necesita un transformator c.c./c.c. pentrua adapta tensiunea la generatorul solar. Exemple de astfel de dispozitive suntcalculatoarele de buzunar, ventilatoarele i pompele de ap.

    4.1.3 Sisteme fotovoltaice pentru alimentarea consumatorilor de c.a.

    Dac sunt necesare nivele de ieire mai mari sau dac se folosesc dispozitiveleelectrocasnice sau industriale convenionale, tensiunea de ieire a sistemuluitrebuie s fie 230 V c.a. Pentru a obine aceast tensiune sistemului i se adaug

    un invertor (figura 5).

    4.2 Sisteme fotovoltaice hibride

    Figura 4. Schema bloc a unui sistem fotovoltaic fr baterie de stocare ( Imagine: Fraunhofer ISE,

    Freiburg, Germania).

    Generatorfotovoltaic

    Stabilizatorde tensiune

    Consumator

    Figura 5. Schema bloc a unui sistem fotovoltaic cu ieire de curent alternativ ( Imagine: FraunhoferISE, Freiburg, Germania).

    Generatorfotovoltaic

    Controller dencrcare

    Acumulator

    Invertor Consumator

  • 8/4/2019 cosideratii fotovoltaice

    8/22

    Alimentare Autonom cu Electricitate din Surse Fotovoltaice Generaliti

    8

    Intermitena radiaiei solare face ca, n cele mai multe pri ale globului, sistemelede alimentare solare, cu celule fotovoltaice s fie foarte mari i, ca urmare,scumpe. Pentru a preveni acest lucru, generatorul fotovoltaic poate fi combinat cualte tipuri de generatoare.

    Dac este proiectat corect, un astfel de sistem fotovoltaic hibrid acoper n ntregimecererea de energie a consumatorului. Excesul de energie este stocat n baterii.Noaptea, sau pe timp de vreme rea, bateriile acoper cererea de energie. Dacbateria este aproape descrcat, un generator auxiliar produce electricitate isimultan ncarc bateria.

    Mai mult dect att, sistemele hibride permit un management mai bun al bateriei,prelungindu-i astfel durata de funcionare. Dac este nevoie, cldura degajat degeneratorul auxiliarpoate fi folosit pentru nclzirea ncperii n care se gsete bateria.

    Pentru a obine sisteme cu o mare disponibilitate, sistemele fotovoltaice hibride sefolosesc n toate clasele de putere. Pe de o parte, redundana generatoarelor asiguraceast disponibilitate energetic, iar pe de alt parte, este compensat lipsa

    energiei regenerative (din timpul perioadelor cu puin energie solar).Disponibilitatea sistemelor este crucial pentru aplicaii tehnice cum sunt cele dintelecomunicaii, telematic i tehnologia msurrilor.

    Sistemele fotovoltaice hibride se folosesc att pentru alimentarea consumatorilorindividuali ct i pentru case sau micro-reele (reele rurale). n primul caz, exist, ngeneral, o conexiune nchis ntre utilizator i proprietarul sistemului. n cazulreelelor rurale, din contr, exist mai multe structuri clasice de furnizare a energiei.Sistemele hibride se folosesc att pentru reele de curent continuu ct i pentru cele decurent alternativ. Toate sistemele hibride descrise aici sunt prevzute cu o baterie1.

    4.2.1 Curba anual a intensitii radiaiei solare i radiaia global anual

    Curba iluminrii (intensitii radiaiei) solare anuale i suma anual a energieiiradiante globale (radiaia global) sunt rezultatul factorilor climatici i meteorologicicare depind de condiiile locale i sezoniere.

    Regiunile nsorite de lng ecuator cum sunt deerturile din Africa, pri din Asia ipartea de sud a Statelor Unite au de dou ori mai mult energie solar dectEuropa Central.

    Aceste regiuni au, de asemenea, o repartiie a energiei solare mai echilibrat dectregiunile ndeprtate de ecuator (Figura 6). De exemplu, media lunar pentru radiaiasolar zilnic n oraul Ho Chi Minh din Vietnam, variaz numai ntre 4,1 kWh/m2 i

    5,6 kWh/m

    2

    /8/. ntr-un ora din Europa Central, cum ar fi Freiburg din Germania,media lunar pentru radiaia solar zilnic n decembrie este aproape de apte orimai mic dect n iulie.

    1 Exist i sisteme fr baterie. Totui, ntr-o astfel de reea, trebuie s funcioneze un grup motor-generator. Generatorul regenerativ adiional este folosit pentru a economisi combustibil. Astfel desisteme au puteri de ieire de peste 100kW, ceea ce le face s nu fie luate n considerare aici.

  • 8/4/2019 cosideratii fotovoltaice

    9/22

    Alimentare Autonom cu Electricitate din Surse Fotovoltaice Generaliti

    9

    Iul

    Aug

    Sept

    Oct

    Noi

    DecIan

    FebMar

    Apr

    MaiIun

    Luna

    0

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    Radiaiasolarzilnic

    [kWh/m2]

    Iul

    Aug

    Sept

    Oct

    Noi

    DecIanFeb

    Mar

    Apr

    MaiIun

    Luna

    0

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    Radiaiasolarzilnic

    [kWh/m2]

    Iul

    Aug

    Sept

    Oct

    Noi

    DecIan

    FebMar

    Apr

    MaiIun

    Luna

    0

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    Radiaiasolarzilnic

    [kWh/m2]

    Iul

    Aug

    Sept

    Oct

    Noi

    DecIan

    FebMar

    Apr

    MaiIun

    Luna

    0

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    Radiaiasolarzilnic

    [kWh/m2]

    Iul

    Aug

    Sept

    Oct

    Noi

    DecIanFeb

    Mar

    Apr

    MaiIun

    Luna

    0

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    Radiaiasolarzilnic

    [kWh/m2]

    Iul

    Aug

    Sept

    Oct

    Noi

    DecIanFeb

    Mar

    Apr

    MaiIun

    Luna

    0

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    Radiaiasolarzilnic

    [kWh/m2]

    Figura 6: Media lunar pentru radiaia solar zilnic la latitudinea oraului Ho Chi Minh din Vietnam(stnga) i Freiburg din Germania (dreapta) (Grafic: Fraunhofer ISE, Freiburg, Germania).

    Aceste fluctuaii mari ale radiaiei solare pe parcursul unui an i lipsa unor sistemeputernice de stocare pe termen lung semnific faptul c sistemele independente,exclusiv fotovoltaice, de generare a energiei trebuie s fie proiectate pentru luna cucea mai puin radiaie solar, ceea ce face ca aceste sisteme s fie mari i, n multecazuri, neeconomice.

    4.2.2 Compensarea diminurii insolaiei n timpul iernii cu un generator auxiliar

    n timp ce radiaia solar fluctueaz, crend insolaia n timpul iernii, n regiunideprtate de ecuator, cererea de energie electric a consumatorilor este constantsau chiar invers proporional cu energia solar disponibil, cum este cazulsistemelor de iluminare. Dac ntreaga cerere de putere a consumatorilor trebuie sfie acoperit folosind generatoare fotovoltaice, sistemul fotovoltaic trebuie s fiedimensionat innd cont de deprimarea de iarn. Aceasta face sistemul scump iexcesiv de mare pentru cea mai mare parte a anului.

    Prin integrarea unui generator auxiliar ntr-un sistem neconectat la reea, deficitulenergetic solar poate fi compensat n timpul lunilor critice de iarn, i astfel, se reducdimensiunile generatorului fotovoltaic i ale bateriei.

    n cele ce urmeaz, sunt comparate performanele a dou sisteme alternative unulexclusiv fotovoltaic (vezi figura 3, seciunea 4.1.1) i unul cu generator auxiliar(Figura 7).

    Generatorfotovoltaic

    Controller dencrcare

    Stabilizator

    de tensiune

    Sarcin de

    c.c.

  • 8/4/2019 cosideratii fotovoltaice

    10/22

    Alimentare Autonom cu Electricitate din Surse Fotovoltaice Generaliti

    10

    Se au n vedere urmtoarele ipoteze: Cererea de energie a consumatorului este n jur de 1 kWh pe zi, cu un consum

    constant timp de 24 de ore pe zi. Sistemul este localizat n Freiburg, n Germania. Bateria are capacitatea echivalent pentru 7 zile. Se acoper necesitile de alimentare ale consumatorului n proporie de 100%.

    Exemplul se bazeaz pe calcule sistematice pe un sistem prototip cu dimensiunistandard pentru generatorul fotovoltaic i pentru baterie /9/. Calculele (Figura 8)permit preselectarea configuraiilor utile, servind astfel proiectrii sistemelor speciale

    Fracia solar

    Figura 8: Gradul de acoperire pentru un sistem parametrizat fr generator auxiliar. Axa PV reprezintraportul dintre generarea anual de electricitate i consumul anual. Axa BAT indic capacitatea destocare a bateriei n zile ncrcate /9/. (Imagine: Fraunhofer ISE, Freiburg, Germania).

    Figura 7: Schema bloc a unui sistem fotovoltaic cu generator auxiliar (Imagine: FraunhoferISE, Freiburg, Germania).

  • 8/4/2019 cosideratii fotovoltaice

    11/22

    Alimentare Autonom cu Electricitate din Surse Fotovoltaice Generaliti

    11

    Figura 9 arat o seciune transversal a gradului de acoperire corespunztor uneianumite valori a capacitii bateriei. Aici, dimensiunea bateriei a fost selectat sacopere 7 zile de consum, conform ipotezelor de mai sus. n plus, dimensiuneageneratorului este dat n valori absolute pentru consumul de 1 kWh pe zi.

    Dup cum arat exemplul, sistemul fotovoltaic fr generator auxiliar trebuie s aibo capacitate de cel puin 1,6 kWp pentru a acoperi cererea de putere pe ntregul an ncondiiile menionate. Este clar aici, nivelul ridicat de incertitudine privinddimensiunea generatorului solar necesar pentru a acoperi complet consumul iimplicit necesitatea supradimensionrii generatorului fotovoltaic.

    Maximul instalat de energie fotovoltaic [kW]

    0 0.5 1 1.5 2 2.5

    0

    20

    40

    60

    80

    100

    Fracia

    solar

    [%]

    Maximul instalat de energie fotovoltaic [kW]

    0 0.5 1 1.5 2 2.5

    0

    20

    40

    60

    80

    100

    Fracia

    solar

    [%]

    Figura 9: Gradul de acoperire solar a unui sistem fotovoltaic fr generator auxiliar. O sarcin de1kWh pe zi trebuie s fie acoperit; bateria este dimensionat s serveasc 7 zile. Dimensiunilegeneratorului sunt cele de la Freiburg, Germania (Imagine: Fraunhofer ISE, Freiburg, Germania).

    Dac se folosete un generator auxiliar, rata de acoperire a sistemului fotovoltaiceste mai mic dect 100%. Generatorul auxiliar furnizeaz diferena fa deacoperirea total a cererii consumatorului. Dac sistemul este proiectat s acopere90% din cerere cu energie solar, dimensiunea generatorului fotovoltaic necesarajunge la 0,55 kWp (vezi figura 9) o treime din dimensiunea iniial /10,11/.

    n figura 10 se compar puterea produs de un generator fotovoltaic cu putereanecesitat de consumator. ntr-un sistem fr generator auxiliar, puterea produs degeneratorul fotovoltaic depete cererea de cteva ori. Dac se integreaz nsistem i un generator auxiliar, excesul de putere (neutilizabil) se reduce odat cudimensiunile generatorului fotovoltaic.

  • 8/4/2019 cosideratii fotovoltaice

    12/22

    Alimentare Autonom cu Electricitate din Surse Fotovoltaice Generaliti

    12

    Figura 10: Balana energetic lunar pentru exemple de sisteme fr (sus) i cu (jos) generatorauxiliar. Coloanele mici indic necesarul zilnic al consumatorului (1kWh/zi), n timp ce coloanele mariindic energia produs de generatorul fotovoltaic. Cmpul umplut al coloanelor din diagrama de josreprezint partea acoperit de generatorul auxiliar (Imagine: Fraunhofer ISE, Freiburg, Germania).

    Cu genera tor aux i lia r

    01

    23

    45

    67

    89

    10

    1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2

    luna

    kWh/zi

    Cu genera tor aux i lia r

    01

    23

    45

    67

    89

    10

    1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2

    luna

    kWh/zi

    Fr generator auxi l iar

    01

    23

    45

    67

    89

    10

    1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2

    luna

    kWh/zi

    Fr generator auxi l iar

    01

    23

    45

    67

    89

    10

    1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2

    luna

    kWh/zi

  • 8/4/2019 cosideratii fotovoltaice

    13/22

    Alimentare Autonom cu Electricitate din Surse Fotovoltaice Generaliti

    13

    4.2.3 Selectarea unui generator auxiliar potrivit

    Sigurana unui sistem fotovoltaic depinde n mare msur de tipul generatoruluiauxiliar folosit. n selectarea generatoarelor auxiliare trebuie luate n consideraredomeniul de putere cerut, locaia sistemului, costurile de instalare, monitorizarea i

    ntreinerea sistemului, durata de via i eficiena generatorului fotovoltaic i abateriei utilizate (stocarea zilnic).

    Dac energia suplimentar este furnizat de un mediu de stocare electrochimic(stocare pe termen lung), capacitatea de stocare trebuie luat n considerare inndseama de volumul i greutatea unitii, condiiile de transport, riscurile de mediu imetodele posibile de rencrcare. Dac se folosesc pile de combustie, generatoaretermo-fotovoltaice sau termoelectrice sau cnd generatoarele sunt conectate laturbine cu gaz sau la motoare cu combustie, trebuie avut n vedere impactul lorecologic (zgomot i emisii toxice). Cele mai importante criterii de selecie a unuigenerator auxiliar sunt:

    Domeniul puterii electrice Capacitatea de stocare Costurile sistemului

    Necesitile de ntreinere Posibilitile de acionare de la distan Posibilitile de control i reglare Impactul ecologic Combustibilul (tip, disponibilitate, pre)

    Dup cum s-a discutat mai sus, generatorul auxiliar furnizeaz numai o mic partedin energia necesar (n jur de 10% din media anual). Cererea suplimentar de

    energie este neregulat i apare, n general, n lunile reci de iarn, cu nivel redus alenergiei solare. Dac se folosete un management energetic corespunztor, acestava asigura funcionarea adecvata a sistemului fotovoltaic, care include i generatorulauxiliar, cu consum minim al puterii suplimentare i cu o utilizare optim a bateriei.

    Generatoarele auxiliare pot fi:

    Generatoare cu petrol Generatoare diesel Generatoare cu gaz Generatoare termodinamice cu combustie extern

    Pile de combustie Generatoare termoelectrice Generatoare termofotovoltaice Dispozitive de stocare electrochimice

  • 8/4/2019 cosideratii fotovoltaice

    14/22

    Alimentare Autonom cu Electricitate din Surse Fotovoltaice Generaliti

    14

    n afar de aceste generatoare se mai pot folosi:

    Generatoare eoliene Microhidrocentrale

    4.2.4 Instalarea sistemelor hibride

    Sistemele fotovoltaice hibride nlocuiesc sistemele clasice cu grup motor-generator.n general, grupul motor-generator este foarte scump (ntreinere, combustibil) i, ngeneral, este limitat la un anumit numr de ore zilnice de funcionare. Sistemelehibride permit funcionarea timp de 24 de ore cu o mare siguran. Este foarte greude comparat costurile acestor dou tipuri de sisteme deoarece este greu de pus prepe mbuntirea calitii surselor de alimentare care funcioneaz 24 de ore din 24.

    Trebuie verificate condiiile locale de vnt pentru a vedea dac este util un generator

    eolian. Generatoarele eoliene devin din ce n ce mai economice cu ct energia totalconsumat este mai mare. Generatoarele fotovoltaice devin mai economice cu ctenergia total consumat este mai mic. Dac exist potenial, ntotdeauna are sensfolosirea unei microhidrocentrale, dar adesea potenialul nu este un avantaj deoarecenu este disponibil acolo unde este necesar puterea.

    Exist dou tipuri de baz de sisteme care furnizeaz energie n reeaua de curentalternativ.

    n primul caz (clupaj n c.c.) sunt cuplate printr-o linie direct de curent generatorul,bateria i un invertor central. Grupurile motor generator alimenteaz linia de curentcontinuu printr-un redresor. Invertorul central alimenteaz consumatorii (figura 11). n

    al doilea caz, toate componentele i consumatorii sunt conectai la o linie de curentalternativ.

  • 8/4/2019 cosideratii fotovoltaice

    15/22

    Alimentare Autonom cu Electricitate din Surse Fotovoltaice Generaliti

    15

    Aici, fiecare component clasic de curent continuu (generatorul fotovoltaic, pila decombustie, generatoarele termoelectrice i bateria) au un invertor/un convertorbidirecional de energie (Figura 12).

    Sarcin de c.c.

    Invertor

    Generatorfotovoltaic

    Controller dencrcare

    Acumulator

    Figura 11: Schema bloc a unui sistem hibrid cu cuplarea generatoarelor n curent continuu (Imagine:Fraunhofer ISE, Freiburg, Germania)

    Consumatorncrctor debaterie

    Turbin eolian

    ncrctor de

    baterie

    Motor generator

    Invertor

    Generatorfotovoltaic

    Acumulator

    Figura 12: Schema bloc a unui sistem cu cuplarea generatoarelor i a bateriei n curent alternativ(Imagine: Fraunhofer ISE, Freiburg, Germania).

    Consumator dec.a.

    Controller dencrcare

    Turbin eolian

    ncrctor debaterie

    Motorgenerator

  • 8/4/2019 cosideratii fotovoltaice

    16/22

    Alimentare Autonom cu Electricitate din Surse Fotovoltaice Generaliti

    16

    Ambele variante au avantaje i dezavantaje care trebuie puse n balan pentrufiecare aplicaie. Sistemele cu cuplare n curent alternativ sunt mai pretenioasedin punct de vedere tehnic n ceea ce privete cuplarea dispozitivelor de stocarei a generatoarelor deoarece componentele cuplate n curent alternativ trebuies fie capabile s lucreze fiecare cu cealalt. n principiu, este mai uor s se

    adauge generatoare i baterii suplimentare cuplate n curent alternativ nvederea adaptrii la modificrile consumului de energie. n general, se aplicaceiai procedur i pentru proiectarea componentelor sistemului cu cuplare ncurent alternativ i pentru proiectarea sistemelor cu cuplare n curent continuu.

    Generator cu putere nominal tipicTipul sistemului isarcinile conectate

    tipiceAplicaii tipice

    Generator fotovoltaic (100 1000 wai)Generatoare termoelectrice sau pile decombustie (50 200 wai)

    Consumator de c.c.Conexiuni de la 10 la300 wai

    TelecomunicaiiTelematicTehnologii de msurare afactorilor de mediu

    Generator fotovoltaic de la 1kW la

    10kw i/sau generator eolian de la 1kWla 20kWGrup motor-generator 3kVA la 20kVA

    Consumator de c.a.

    Conexiuni de la 3 la10kW

    Case individuale

    RestauranteConsumatori tehnici mari (cumsunt staiile de telecomunicaii)Micro-reele rurale

    Generator fotovoltaic de la 1-10 kW Consumator de c.a.Conexiuni de la 3 la10kW

    Case individualeRestaurante(care nu funcioneaz pe totparcursul anului, n regiuni similaredin punct de vedere meteorologiccu Europa Central i de Nord)

    Generator eolian de la 10kW la 250kWi/sau generator fotovoltaic de la 10kWla 100kWGrup motor-generator 50VA la 200kVA

    Consumator de c.a.Conexiuni de la 10 la100kW

    Micro-reele rurale

    Tabelul 1: Combinaiile tipice i domeniile de aplicare ale sistemelor hibride

    n sistemele hibride cu generatoare care funcioneaz cu combustibili convenionali,consumul de energie este limitat numai de alimentarea cu combustibil. Puterea deieire este limitat de capacitatea invertorului.

    n micro-reelele rurale, tehnologia de alimentare cu energie electric este, n liniimari, aceiai ca i n cazul sistemelor hibride pentru un singur consumator. nschimb, n sistemele rurale, din punctul de vedere al consumatorului este, de obicei,o mare diferen ntre furnizarea i cererea de energie. Totui, se poate asigura ocantitate minim de energie aproape indiferent de vreme. Dac ntregul sistem

    folosete puin energie, un consumator individual poate consuma mai multenergie. Cu toate acestea, utilizatorul nu este n relaie direct cu sistemul degenerare a energiei.

    Pentru stocarea energiei se folosesc aproape exclusiv baterii cu plumb. n uneleclimate extreme (la latitudini nordice), se folosesc i baterii NiCd. Capacitatea destocare a acestor baterii este, n general, ntre civa kWh i cteva sute de kWh, n

  • 8/4/2019 cosideratii fotovoltaice

    17/22

    Alimentare Autonom cu Electricitate din Surse Fotovoltaice Generaliti

    17

    Figura 13: Proiectarea unui sistem fotovoltaic cu regulator de ncrcare convenional; exemplul deaici este un sistem de iluminare cu o lamp (Imagine: Fraunhofer ISE, Freiburg, Germania).

    Lamp

    EMS

    Baterie

    Generator solar

    Tensiuneageneratorului

    Tensiuneabateriei

    funcie de dimensiunile sistemului. Tipic, dimensiunea bateriei este selectat pentru apermite consumatorilor s funcioneze cu bateria complet ncrcat, fr suportulgeneratorului, de la 2 la 7 zile.

    Sistemul de gestiune a energiei (EMS: Energy Management System) este o parte

    esenial a sistemului hibrid. EMS monitorizeaz starea ncrcrii bateriei i pornetegeneratoarele controlabile (toate generatoarele cu combustibili convenionali) nfuncie de generarea de putere curent i cea prevzut de la sursele regenerative.De asemenea, EMS protejeaz bateria la suprancrcare sau la descrcare.Funcionalitatea hardware poate fi distribuit la diferite componente n funcie deconfiguraia sistemului.

    5 Sisteme de gestiune a energiei

    Multe dintre sistemele fotovoltaice care constau dintr-un generator fotovoltaic, obaterie i un consumator pot funciona n siguran i necostisitor cu un regulator dencrcare (Figura 13).

    Sistemele fotovoltaice complexe cu mai muli consumatori, fiecare controlai separatsau cu generatoare independente variate cum ar fi generatoare suplimentareeoliene sau diesel trebuie s aib un sistem de gestiune a energiei (EMS). Un EMSpermite controlul separat al mai multor consumatori n funcie de starea curent dencrcare a bateriei. Mai mult dect att, un EMS permite ca utilizarea generatoarelorauxiliare s fie ajustat la intensitatea radiaiei solare curente i la cerereaconsumatorilor. Un astfel de sistem are mult mai mult siguran dect un sistemcontrolat numai de un regulator de ncrcare, asigurnd bateriei un managementoptimizat, n plus fa de funcionarea constant.

  • 8/4/2019 cosideratii fotovoltaice

    18/22

    Alimentare Autonom cu Electricitate din Surse Fotovoltaice Generaliti

    18

    Un sistem de gestiune a energiei ar trebui s fie capabil s realizeze urmtoarelesarcini /12/:

    Estimarea energiei curente i a celei necesare (managementul energiei)

    Determinarea strii de ncrcare (SOC: State of Charge) n funcie de tipul

    bateriei Prognoza ncrcrii i a consumului (extrapolri) Prognoza produciei de energie i a tendinei de variaie (radiaia solar,

    necesarul de energiei suplimentar)

    Comunicarea i coordonarea cu sistemele nvecinate

    Utilizarea optim a energiei disponibile (managementul ncrcrii)

    Conectarea n timp a consumatorilor (n funcie de or, anotimp sau deplanificare etc.) Controlul consumatorilor prin intermediul senzorilor (iluminare, temperatur, etc.)

    Controlul prioritii conectrii consumatorilor (solicitare de urgen, lumini desemnalizare, lumini de avertizare etc.)

    Influena asupra performanelor consumatorului (luminozitate, domeniu etc) Asigurarea rezervelor de urgen (cum ar fi solicitri de urgen sau conexiuni

    pn la remediere)

    Controlul generatoarelor auxiliare (cum ar fi generatoare diesel sau celule cucombustibil) nmagazinarea energiei pentru tot anul (de exemplu n hidrogen)

    Funcionarea optim i eficient a sistemului de alimentare (managementuloperaional al sistemului)

    Metodele de ncrcare sunt adaptate tipului i strii de ncrcare a bateriei(SOC) pentru a extinde durata de via a bateriei Consideraii asupra rspunsului consumatorilor (numr de cicluri, nmagazinarea

    neelectric a energiei n baraje de acumulare sau prin rcire) Consideraii asupra rspunsului de pornire a generatoarelor auxiliare (timpul de

    nclzire, timpul post operare, numr de cicluri)

    Funcionarea sigur, pe termen lung a sistemului de alimentare cu energieelectric (monitorizarea strii)

    Determinarea capacitii reale a bateriei (mbtrnirea) Verificarea funcionrii componentelor sistemului (generator fotovoltaic,

    generator auxiliar etc.) Recunoaterea defectelor i determinarea nivelelor de ncrcare (cu motorin,

    cu ap, cu hidrogen etc.)

  • 8/4/2019 cosideratii fotovoltaice

    19/22

    Alimentare Autonom cu Electricitate din Surse Fotovoltaice Generaliti

    19

    Controlul centralizat de la distan i monitorizarea sistemelor individuale (nspecial dac sunt multe)

    Prevederea i coordonarea sarcinilor de ntreinere (de exemplu prin staii decontrol)

    Mai mult, un sistem de gestiune energetic ar trebui s ndeplineascurmtoarele cerine:

    Adaptarea la condiiile generale i de mediu printr-un software flexibil i unhardware modular

    Beneficii suplimentare cu cerine individuale Posibilitatea integrrii n reelele de comunicaie existente (comunicaii mobile,

    reele radio interurbane, Internet etc.)

    n cele ce urmeaz sunt artate avantajele EMS pentru un sistem de iluminarealimentat fotovoltaic. n acest caz este posibil optimizarea conectrii, duratei i aintensitii luminoase pentru satisfacerea cerinelor utilizatorilor pe baza furnizrii

    energiei folosind un EMS. Astfel sistemul de iluminare pentru alei, parcri sau staiide autobuz devine mai eficient.

    Figura 14 arat schema bloc pentru o lamp fotovoltaic cu sistem de gest iuneenergetic. EMS combin funciile regulatorului de ncrcare cu utilizarea optim aenergiei. Sistemul este controlat prin software, care poate determina timpul optim decomutare pornit /oprit pentru lmpi n funcie de lungimea zilei i a nopii printr-unproces de nvare din mers. Astfel, lampa se adapteaz la ritmul anual a lungimiinopilor. n calcularea duratei de iluminare este luat n considerare starea dencrcare a bateriei i este adaptat la rezervele de energie existente.Dac lampa fotovoltaic nu are sistem de gestiune energetic, timpul n care lampa

    este aprins este, de obicei, fix. De exemplu, dac acest timp este de 10 ore, durataluminii zilei este tipic pentru luna noiembrie, dup cum se observ n figura 15. nprimele zile (ntre 1 i 6 noiembrie), acest sistem folosete energia nmagazinat nbaterie fr s in cont de radiaia solar din aceast perioad. Prin urmare, seconsum rezervele i, ncepnd din 7 noiembrie, durata de iluminare zilnic depindedirect de energia produs de generatorul solar. n zilele cu puin lumin solar (cumeste cazul perioadei dintre 7 i 28 noiembrie), sistemul eueaz complet i ntreagafuncionare este incomplet, deteriornd bateria.

  • 8/4/2019 cosideratii fotovoltaice

    20/22

    Alimentare Autonom cu Electricitate din Surse Fotovoltaice Generaliti

    20

    0

    50

    100

    150

    200

    250

    300

    350

    400

    01.

    Noi

    03.

    Noi

    05.

    Noi

    07.

    Noi

    09.

    Noi

    11.

    Noi

    13.

    Noi

    15.

    Noi

    17.

    Noi

    19.

    Noi

    21.

    Noi

    23.

    Noi

    25.

    Noi

    27.

    Noi

    29.

    Noi

    Energ

    ieprodus

    [Wh/zi]

    0

    2

    4

    6

    8

    10

    12

    timpuld

    eiluminarezilnic

    [h]

    Radiaia solar

    Iluminarea zilnic

    0

    50

    100

    150

    200

    250

    300

    350

    400

    0

    50

    100

    150

    200

    250

    300

    350

    400

    01.

    Noi

    03.

    Noi

    05.

    Noi

    07.

    Noi

    09.

    Noi

    11.

    Noi

    13.

    Noi

    15.

    Noi

    17.

    Noi

    19.

    Noi

    21.

    Noi

    23.

    Noi

    25.

    Noi

    27.

    Noi

    29.

    Noi

    01.

    Noi

    03.

    Noi

    05.

    Noi

    07.

    Noi

    09.

    Noi

    11.

    Noi

    13.

    Noi

    15.

    Noi

    17.

    Noi

    19.

    Noi

    21.

    Noi

    23.

    Noi

    25.

    Noi

    27.

    Noi

    29.

    Noi

    Energ

    ieprodus

    [Wh/zi]

    0

    2

    4

    6

    8

    10

    12

    0

    2

    4

    6

    8

    10

    12

    timpuld

    eiluminarezilnic

    [h]

    Radiaia solar

    Iluminarea zilnic

    Radiaia solar

    Iluminarea zilnic

    Radiaia solar

    Iluminarea zilnic

    Radiaia solar

    Iluminarea zilnic

    Figura 15: Evoluia iluminrii zilnice i energia produs de generatorul solar pentru lmpile fotovoltaicefr un sistem de management al energiei, tipic pentru luna noiembrie ( Imagine: Fraunhofer ISE,Freiburg, Germania).

    n comparaie, Figura 16 arat durata de iluminare pentru o lamp fotovoltaic cusistem de gestiune energetic. n prima zi, lampa este aprins numai pentru 10 ore(durata maxim). Datorit radiaiei solare slabe (din 2 n 5 noiembrie), pentru a inecont de rezervele de energie mai mici din baterie, durata de iluminare este redussuccesiv. n felul acesta, se asigur funcionarea continu i sigur a sistemului.

    Figura 14: Proiectarea unui sistem fotovoltaic cu sistem de management al energiei; exemplul de aici este un

    sistem de iluminare cu trei lmpi (Imagine: Fraunhofer ISE, Freiburg, Germania).

    EMS

    Baterie

    Generator

    solar

    Tensiuneageneratorului

    Tensiunea

    bateriei

    Lampa 1 Lampa 3Lampa 2

    unt

  • 8/4/2019 cosideratii fotovoltaice

    21/22

    Alimentare Autonom cu Electricitate din Surse Fotovoltaice Generaliti

    21

    Dac, de exemplu, o staie de autobuz folosit, n special de elevi, este echipat cu olamp fotovoltaic, lampa va fi aprins mai mult dimineaa. Seara, EMS estimeazdac energia disponibil este suficient pentru iluminare, att ntre amurg i 2 AMct i dimineaa, de la ora 5 AM ncolo. Dac energia din rezerv este prea puinpentru asigurarea ambelor cicluri, EMS reduce ciclul de sear (n cazul staiei de

    autobuz colar) pentru a asigura iluminarea n timpul dimineii, cnd staia deautobuz este folosit cel mai mult.

    01.

    Noi

    03.

    Noi

    05.

    Noi

    07.

    Noi

    09.

    Noi

    11.

    Noi

    13.

    Noi

    15.

    Noi

    17.

    Noi

    19.

    Noi

    21.

    Noi

    23.

    Noi

    25.

    Noi

    27.

    Noi

    29.

    Noi

    0

    50

    100

    150

    200

    250

    300

    350

    400

    Energiepr

    odus[Wh/zi]

    0

    2

    4

    6

    8

    10

    12

    timpuldeilum

    inarezilnic[h]

    Radiaia solar

    Iluminarea zilnic

    01.

    Noi

    03.

    Noi

    05.

    Noi

    07.

    Noi

    09.

    Noi

    11.

    Noi

    13.

    Noi

    15.

    Noi

    17.

    Noi

    19.

    Noi

    21.

    Noi

    23.

    Noi

    25.

    Noi

    27.

    Noi

    29.

    Noi

    01.

    Noi

    03.

    Noi

    05.

    Noi

    07.

    Noi

    09.

    Noi

    11.

    Noi

    13.

    Noi

    15.

    Noi

    17.

    Noi

    19.

    Noi

    21.

    Noi

    23.

    Noi

    25.

    Noi

    27.

    Noi

    29.

    Noi

    0

    50

    100

    150

    200

    250

    300

    350

    400

    0

    50

    100

    150

    200

    250

    300

    350

    400

    Energiepr

    odus[Wh/zi]

    0

    2

    4

    6

    8

    10

    12

    0

    2

    4

    6

    8

    10

    12

    timpuldeilum

    inarezilnic[h]

    Radiaia solar

    Iluminarea zilnic

    Radiaia solar

    Iluminarea zilnic

    Radiaia solar

    Iluminarea zilnic

    Radiaia solar

    Iluminarea zilnic

    Dup cum arat exemplul, managementul energiei permite iluminarea atunci cndeste necesar, ceea ce nu se poate realiza ntr-un sistem cu management rigid, carefolosete un regulator de ncrcare obinuit.

    6 Concluzii

    n multe cazuri, sistemele fotovoltaice pot nlocui sistemele de alimentare convenionale,nelegate n reea. Mai mult dect att, dac conectarea la reea ar putea fi scump,

    sistemele fotovoltaice pot fi, de multe ori, o alternativ mai economic. n plus fa de independena de reea, alimentarea fotovoltaic ofer numeroase alteavantaje: simplitatea funcionrii, costuri sczute de ntreinere i impact ecologic mai mic.

    Figura 16: Evoluia iluminrii zilnice i energia produs de generatorul solar pentru lmpile fotovoltaicecu sistem de management al energiei, tipic pentru luna noiembrie (Imagine: Fraunhofer ISE, Freiburg,Germania).

  • 8/4/2019 cosideratii fotovoltaice

    22/22

    Alimentare Autonom cu Electricitate din Surse Fotovoltaice Generaliti

    Proiectate i dimensionate n mod adecvat, sistemele fotovoltaice prevzute cugeneratoare auxiliare (sisteme fotovoltaice hibride) reprezint surse de alimentareindependente sigure i care necesit foarte puin ntreinere. Acolo unde radiaiasolar are fluctuaii mari, este mult mai indicat s se foloseasc sisteme hibride i sse reduc dimensiunile generatorului fotovoltaic. n urma selectrii i testrii, s-a

    constat c pentru un consum de putere n domeniul 100 W i cteva mii de wai,generatoare auxiliare funcionale sunt motoarele diesel, generatoarele cu gaz imodulele n cogenerare; pentru domenii de putere mai mici (de la civa wai laaproximativ 100 W) generatoarele termoelectrice acoper cererea n proporie de100%. n viitor, pilele de combustie vor juca un rol important ca generatoare auxiliare.