Artykuły
W Polsce jedną z czołowych pozycji wśród wykorzystywanych technologii energetyki odnawialnej zajmują kolektory słoneczne, wykorzystujące naturalne promieniowanie Słońca do produkcji ciepła. Równie łatwo możemy jednak przetworzyć światło na energię elektryczną. Fotowoltaika jest dziś technologią w pełni skomercjalizowaną, a producenci oferują szeroki wachlarz rozwiązań dla gospodarstw domowych.
Co warto wiedzieć o fotowoltaice?
Podstawowym elementem ("komórką"), budującym fotowoltaiczny odbiornik światła jest ogniwo. Odpowiednio dobrana liczba połączonych elektrycznie ogniw tworzy moduł - jest on bardzo często mylnie nazywany "panelem", jednak tak naprawdę dopiero kilka modułów tworzy panel fotowoltaiczny. Materiałem budulcowym w klasycznych ogniwach fotowoltaicznych jest krzem, wzbogacany odpowiednimi domieszkami. Nowoczesne technologie fotowoltaiczne oparte są na tzw. "metalach ziem rzadkich". Cząsteczki w ogniwie mogą być rozrzucone chaotycznie, przypadkowo - wówczas jest to ogniwo amorficzne (stosowane w kalkulatorach, zegarkach). Kiedy budowa jest uporządkowana, krystaliczna, mówimy o ogniwach polikrystalicznych lub monokrystalicznych, przy czym typ ma tu ogromny wpływ na sprawność (odpowiednio ok 15% i nieco ponad 20).
Jak czytać parametry urządzeń PV dla domów jednorodzinnych?
Przeglądając foldery producentów szybko zauważymy, iż w zakresie deklarowanych napięć i prądów najwyższe wartości znajdują się w rubrykach opisanych jako "prąd zwarcia" - ISC (SC - ang. short circuit) i "napięcie układu otwartego" - VOC lub inaczej VCC (OC/CC â ang. open circuit/cutted circuit). Wartości te nie oznaczają jednak rzeczywistych parametrów pracy urządzenia w naszym systemie. Odnoszą się bowiem odpowiednio do maksymalnego prądu, który przepłynie pomiędzy zwartymi zaciskami modułu (nie ma dołączonych żadnych elementów instalacji) oraz napięcia na zaciskach rozwartych (przerwa w układzie). Warto w pierwszej kolejności zwrócić uwagę na wartość mocy, wyrażoną w jednostkach Wp. Indeks "p" za jednostką (Wat) jest związany ze specyficznymi warunkami, w jakich występuje taka moc. Jest to najwyższy punkt krzywej na wykresie zależności mocy od napięcia modułu, co de facto oznacza, iż taką moc osiągniemy tylko przy odpowiednich parametrach systemu. Parametry te to prąd i napięcie maksymalne, oznaczane w katalogu odpowiednio jako IMPP, VMPP (MPP - ang. maximum power point) albo IMAX, VMAX. W określonych warunkach pracy modułu, związanych z obciążeniem i warunkami atmosferycznymi równocześnie występuje prąd i napięcie maksymalne, których iloczyn daje maksymalną rzeczywistą moc modułu - PMPP. Na tabliczce znamionowej można znaleźć obok siebie dwie wartości PMPP - dla mocy promieniowania padającego na jednostkę powierzchni równej 1000 W/m2 oraz najczęściej 800W/m2.
Sprawdź ceny ogniw fotowoltaicznych
Jeżeli chcemy dokonać szacunkowej oceny uzysku energii z naszej instalacji fotowoltaicznej, nie powinniśmy sugerować się pierwszą z liczb - odnosi się ona do wyników pomiarów w warunkach laboratoryjnych. Należy także być świadomym, iż 800W/m2 to moc jednostkowa możliwa do wykorzystania tylko okresowo, w miesiącach letnich. Wraz ze spadkiem mocy promieniowania spada moc maksymalna modułu. Podobna sytuacja towarzyszy nagrzewaniu modułu ze względu na obniżanie sprawności, choć tu zmiany są nieznaczne w standardowym zakresie temperatury pracy.
Na co zwrócić uwagę przed zakupem panelu fotowoltaicznego?
Bardzo ważne jest odpowiednie skierowanie panelu fotowoltaicznego. Optymalny jest kierunek południowy, przy czym w przypadku braku możliwości takiego skierowania urządzeń należy wybrać kierunek położenia najbliższy południu. Zwróćmy uwagę na wszelkie ryzyko zacienienia powierzchni modułów, gdyż wpływa to bardzo niekorzystnie na ich pracę. Po określeniu mocy systemu upewnijmy się, że przewidziana połać dachu ma wystarczającą powierzchnię i strukturę umożliwiającą montaż. Pamiętajmy, iż zgodnie z zapisami ustawy Prawo energetyczne, wykonanie układu należy powierzyć instalatorowi posiadającemu potwierdzone certyfikatem kwalifikacje.
Panel fotowoltaiczny to nie wszystko...
Oczywiście nie wystarczy moduł lub panel fotowoltaiczny i kawałek przewodu elektrycznego aby zasilić urządzenia domowe. Kompletny i efektywny system fotowoltaiczny, który będzie działał niezależnie od zasilania z sieci elektroenergetycznej, oprócz modułów powinien zawierać elementy, takie jak akumulator (lub ich zestaw), przetwornica napięcia (z falownikiem) oraz kontroler systemu. Akumulator zapewnia niezależność pracy układu od zasilania z sieci i pozwala na wykorzystanie zmagazynowanej energii. Należy zwrócić uwagę na odpowiednie zestawienie parametrów elektrycznych panelu i zestawu akumulatorów. Ponieważ w przypadku urządzeń domowych zasilanych sygnałem sieciowym nie jest możliwe bezpośrednie użycie źródła napięcia stałego, niezbędne jest wykorzystanie przetwornicy z falownikiem, która zamienia napięcie stałe, np. 12V na zmienne 230V o częstotliwości 50Hz. Aby zapewnić efektywną i bezpieczną eksploatację takiego autonomicznego systemu zasilania z panelem fotowoltaicznym, warto zastosować urządzenie integrujące pracę wszystkich jego elementów. Taki moduł może monitorować ilość energii dostępnej z panelu i stan akumulatorów, a następnie zarządzać systemem poprzez odpowiednie ukierunkowanie przepływu energii.
W przypadku instalacji dołączonej do sieci uzyskujemy możliwość odsprzedaży ewentualnej nadprodukcji energii, przy czym wszelkie informacje dotyczące potencjalnego zysku póki co należy przyjmować ze świadomością, iż określająca je ustawa o odnawialnych źródłach energii póki co wciąż pozostaje w fazie projektu. Naturalnie przyłączenie do sieci będzie wiązało się z dodatkowymi opłatami.
Mateusz Szubel - krn.pl
Zainteresował Cię artykuł? Podaj dalej!
