Promotie V.E. Vega Garita: zonnecellen

13 juni 2019 10:00 - Locatie: Science Centre, TU Delft - Door: webredactie

Integrating a Photovoltaic Panel and a Battery Pack in One Module: from concept to prototype. Promotor 1: Prof.dr. M. Zeman (EWI); Promotor 2: Prof.dr.ir. P. Bauer (EWI).

Omdat fotovoltaïsche zonne-energie (PV) niet constant en niet volledig voorspelbaar is, zijn er verschillende vormen van opslag onderzocht. Onder de verscheidenheid aan opties zijn elektrochemische cellen (ook wel batterijen genoemd) technisch haalbaar vanwege hun ver gevorderde ontwikkeling en stabiliteit. PV-batterijsystemen hebben echter te kampen met meerdere uitdagingen, zoals hoge kosten en grote complexiteit. Het financiële aspect is de grootste zorg bij het vinden van nieuwe oplossingen voor de zonne-energiemarkt. Vooral wanneer ze moeten concurreren met andere hernieuwbare technologieën, maar in het bijzonder met fossiele brandstoffen. Laatstgenoemde is noodzakelijk om het effect van klimaatverandering te verminderen. Als gevolg hiervan introduceren we een nieuw concept dat alle onderdelen van een PV-batterijsysteem in één apparaat integreert. Door de vermogenselektronica en batterij aan de achterkant van een PV-paneel te integreren, hier aangeduid als PV-Battery Integrated Module(PBIM), dalen de kosten van het totale systeem en kan het een levensvatbaar alternatief worden voor de zonne-energiemarkt. Omdat het concept relatief nieuw is en niet alle uitdagingen eerder zijn geadresseerd, probeert dit proefschrift de haalbaarheid van het concept aan te tonen en de hiaten, die geïdentificeerd zijn in de literatuurstudie aan te vullen. Ten eerste werd een lokaal niet net-gekoppeld PV-batterijsysteem op het platteland geselecteerd en werd er een dimensioneringsmethode voorgesteld om de beperkingen en grenzen van het geïntegreerde systeem te onderzoeken. Na de grootte van het systeem onderzocht te hebben, is ten tweede de implementatie van het energiebeheersysteem onderzocht. Het energiebeheersysteem moet de vermogensrichting en -grootte regelen. Ten derde werd er een thermisch model ontwikkeld om de thermische respons van de PBIMte karakteriseren en een thermisch beheersysteem aan te bevelen om de bedrijfstemperatuur van het batterijpakket en de vermogenselektronica te verlagen. Tot slot, door een PBIM-prototype te testen en een geïntegreerd model te ontwikkelen dat de verwachte temperatuur- en vermogensstromen reproduceert, is een batterijtestmethodologie ontwikkeld voor het vinden van een geschikte batterijtechnologie. Deze technologie voldoet aan de vereisten die worden gesteld aan het systeem welke gebaseerd zijn op de verwachte operationele omstandigheden. Concluderend, het onderzoek in dit proefschrift toont aan dat de integratie van PV-batterijsystemen in één apparaat technisch haalbaar is.

Meer informatie?

Voor inzage in proefschriften van de promovendi kunt u kijken in de TU Delft Repository, de digitale vindplaats van openbare publicaties van de TU Delft. Proefschriften zullen binnen een paar weken na de desbetreffende promotie in de Repository te vinden zijn.