Fotowoltaika – energia ze słońca

Fotowoltaika to konwersja światła słonecznego na energię elektryczną. Instalacja fotowoltaiczna składa się z modułów zbudowanych z pojedynczych ogniw, inwertera zamieniającego prąd stały DC na prąd zmienny AC (występujący w sieci energetycznej). Opcjonalnie w instalacji mogą występować akumulatory.

Obecnie fotowoltaika zaczyna odgrywać coraz większą rolę w światowym udziale produkcji energii elektrycznej. Liderem w tej dziedzinie są Niemcy. Obecny potencjał energii fotowoltaicznej w tym kraju to ponad 30 GW mocy. Również w naszym kraju produkcja energii elektrycznej ze słońca będzie miała coraz większy udział w ramach rozproszonych odnawialnych źródeł energii (OZE).

Zaletą fotowoltaiki jest brak emisji gazów cieplarnianych i szkodliwych pyłów przy produkcji energii. Zasadniczo instalacje dzielimy na dwa rodzaje; on-grid i off-grid. W pierwszym przypadku instalacja współpracuje z siecią energetyczną, w drugim instalacja nie jest podłączona do sieci, a nadwyżka energii jest przekazywana do akumulatorów, aby później pobrać zapas energii (gdy instalacja nie pracuje – np.: w nocy, przy mocnym zachmurzeniu).

Moduły fotowoltaiczne

Moduł fotowoltaiczny to ten element, w którym następuje konwersja promieniowania słonecznego na energię elektryczną. Najczęściej używane są moduły produkowane w technologii krystalicznej – monokrystaliczne i polikrystaliczne.

Sprawność to parametr charakteryzujący zdolność modułu do absorpcji promieniowania słonecznego w warunkach STC (natężenie promieniowania słonecznego 1000 W/m2, gęstość masy optycznej AM 1,5; temperatura modułu 25 stopni Celsjusza), 1 m2 modułu o sprawności 100% ma moc szczytową 1000 W.

Produkcja z 1 kWp mocy instalacji fotowoltaicznej ustawionej idealnie na południe, nachylonej pod kątem 30 stopni w polskich warunkach wynosi około 1000 kWh.

Moduły monokrystaliczne charakteryzują się wysoką sprawnością rzędu 17%, dużym spadkiem mocy wraz ze wzrostem temperatury modułu jak również wyższą ceną. Panele mono- i polikrystaliczne mają taką samą budowę, połączone ogniwa są z obu stron powleczone specjalną folią EVA, spodnią warstwą jest tworzywo sztuczne, wierzch przykrywa specjalna szyba z powłoką antyrefleksyjną, całość znajduje się w ramie aluminiowej.

Moduły polikrystaliczne posiadają sprawność w okolicach 15% ich cena jest nieco niższa od modułów monokrystalicznych, mają też od nich niższy spadek współczynnik temperaturowy spadku mocy. Moduły polikrystaliczne mają największy procentowy udział w sprzedaży.

Moduły cienkowarstwowe charakteryzują się najniższą sprawnością rzędu 6 – 12% w zależności od technologi wykonania. Mają najniższą cenę w przeliczeniu na jednostkę mocy.

Inwerter

Inwerter to urządzenie, które zamienia prąd stały pochodzący z łańcucha modułów fotowoltaicznych, na prąd przemienny o takich samych parametrach jak w sieci energetycznej. Jego zadaniem jest również kontrola pracy modułów podłączonych na wejściu, posiada jeden lub kilka układów śledzących punkt mocy maksymalnej.

Fronius to firma z Austrii, która jest jednym z liderów w branży PV. Posiada szeroką gamę produktów, które cieszą się uznaniem i renomą. Jedną z nich jest seria Fronius Symo. Oprócz wysokiej sprawności falownik posiada zintegrowany przekaźnik, który pozwala sterować nadmiarem energii np. załączając klimatyzator lub podgrzewacz wody. Za pomocą połączenia sieciowego, możemy na bieżąco i z każdego miejsca, z dostępem do sieci, obserwować pracę naszego systemu.