Fotowoltaika

Czym jest fotowoltaika?

Fotowoltaika to ogólna nazwa procesu przetwarzania energii słonecznej na użytkową energię elektryczną. Docierające promieniowanie słoneczne zostaje odebrane przez urządzenia nazywane panelami pv i zamienione na napięcie elektryczne.

Co wchodzi w skład instalacji fotowoltaicznej?

Instalacja fotowoltaiczna to zestaw urządzeń, które podłączone ze sobą współpracują, generując energię elektryczną. Pierwszym podstawowym elementem instalacji fotowoltaicznej są panele fotowoltaiczne.

Panele fotowoltaiczne są określane również jako panele PV.

Urządzenia te są podstawą każdej instalacji, gdyż to w nich następuje bezpośrednia zamiana energii słonecznej w energię elektryczną. Panele PV są budowane na różne poziomy mocy oraz napięcia wyjściowe. Występują również różne ogniwa fotowoltaiczne pod względem budowy. Dzielimy je na monokrystaliczne i polikrystaliczne. Jedne i drugie produkują prąd stały DC. Jak wiadomo, takowy prąd jest nam bezpośrednio nieprzydatny, gdyż korzystamy z prądu przemiennego AC. Aby przetworzyć prąd stały DC na prąd przemienny AC, potrzebujemy falownika. Bez niego instalacja fotowoltaiczna jest niepełna.

Falowniki fotowoltaiczne zwane również inwerterami mają dwa zadania. Pierwsze przetworzyć energię elektryczną z prądem stałym płynącą z paneli słonecznych na prąd przemienny AC o częstotliwości 50Hz. Po drugie zsynchronizować naszą "elektrownię" z ogólną siecią energetyczną. Żeby instalacja fotowoltaiki produkowała i oddawała energię do sieci, falownik musi podnieść minimalnie napięcie względem sieciowego.

Rodzaje falowników fotowoltaicznych.

Falowniki do instalacji PV dobieramy, kierując się co najmniej dwoma parametrami. Pierwszym jest rodzaj instalacji elektrycznej. Tutaj do wyboru mamy instalacje jednofazowe na 230VAC lub trójfazowe 400VAC.

Drugim parametrem jest moc, jaką planujemy uzyskać. W sieci są gotowe wzory do obliczania zapotrzebowania. Instalacja fotowoltaiki powinna być "uszyta na miarę". Oczywiście, jeśli chcemy z niej korzystać, a nie odsprzedawać zakładowi energetycznemu. 

Akcesoria montażowe paneli fotowoltaicznych oraz pozostałe elementy są koniecznością instalacji fotowoltaiki. Same panele PV w zależności gdzie będą instalowane, muszą mieć odpowiednie akcesoria. Należą do nich uchwyty, wsporniki, szyny.

Bezpieczeństwo instalacji PV.

Instalacja fotowoltaiczna powinna być przede wszystkim bezpieczna. Powinna być wyposażona w odpowiednie przewody do fotowoltaiki, zabezpieczenia, a nawet układy odcinające panele fotowoltaiczne.

Napięcie DC panela pv fotowoltaicznego jest równie niebezpieczne, jak napięcie sieciowe. Wynika to z faktu, że ogniwa fotowoltaiczne są podłączone szeregowo, co sumuje napięcie wyjściowe. Często ma ono wartość kilkuset voltów i przy uszkodzeniu przewodów może powstać niebezpieczny łuk elektryczny.

Łączenie paneli fotowoltaicznych.

Z ogniwami fotowoltaicznymi jest podobnie jak z każdymi innymi źródłami energii. Można łączyć je zarówno szeregowo, jak i równolegle. Można też stosować układy mieszane tzw. grupy.

Zasada jest jedna: Panele muszą być takiego samego typu, jednakowo pod względem mocy, prądu oraz napięcia wyjściowego.

Łączenie szeregowe ogniw pv procentuje sumowaniem się napięcia wyjściowego, przy zachowaniu stałego prądu.

Łączenie równoległe sumuje nam prąd przy zachowaniu napięcia pojedynczego panela.

Do łączenia używa się odpowiednie konektory pv np. MC4.

Przykład:

Łącząc szeregowo 2 panele pv o napięciu 32 V i prądzie 3 A uzyskujemy 64 V i prąd 3 A. Łączenie szeregowe przeprowadzamy, łącząc minus pierwszego panela z plusem drugiego. Pozostałe dwa odczepy są naszym wyjściem.

Łącząc równolegle 2 panele pv o napięciu 32 V i prądzie 3 A uzyskamy 32 V i prąd 6 A. Połączenie równoległe wykonujemy, łącząc plus do plusa minus do minusa.

Łączenie w grupy polega na połączeniu zarówno równoległym, jak i szeregowym ogniw.

Dzięki takiemu połączeniu zyskujemy zarówno wyższe napięcie, jak i wyższe natężenie prądu.

Przykład:

Mając 4 panele takie jak powyżej, możemy połączyć ze sobą 2 panele równolegle, oraz drugie 2 panele równolegle. Mamy wtedy 2 pary mające 32 V i 6 A każda z par. Te dwie pary łączymy szeregowo, uzyskując 64 V i 6 A. 

Magazynowanie energii z fotowoltaiki.

Produkcja energii z fotowoltaiki jest prosta. Jeśli mamy już instalację fotowoltaiczną, możemy nadmiar niespożytkowanej energii oddać do sieci energetycznej.

Firmy zarządzające energią elektryczną takie jak Tauron, PGE czy Energa umożliwiają takowy proces. Później taki oddany nadmiar energii możemy odzyskać, pobierając ją z powrotem. Oczywiście podpisując odpowiednią umowę, musimy zrezygnować z kilkunastu lub kilkudziesięciu procent energii. Jeszcze jednym minusem, o którym mało kto wspomina, jest konieczność zapewnienia napięcia sieciowego. Nasza instalacja fotowoltaiczna nie będzie pracowała bez napięcia sieciowego. Więc jeśli braknie nam prądu, nasza fotowoltaika się nie włączy nawet przy pełnym słońcu.

No, ale czy nie ma sposobu na uniezależnienie się od dostawców energii? Są tak zwane magazyny energii. Działają one trochę inaczej niż tradycyjne instalacje fotowoltaiczne. 

Panele fotowoltaiczne produkują energię, która jest magazynowana w specjalnych akumulatorach. Później taki system akumulatorów za pośrednictwem specjalnej przetwornicy generuje nam napięcie zbliżone do sieciowego. Nad ładowaniem bloków akumulatorów oraz ich rozładowaniem czuwa układ kontrolny.

Obecnie tego typu magazyny energii są dość kosztowne i zwrot środków na inwestycje byłby czasochłonny. Dlatego rozwiązania z synchronizacją falowników fotowoltaicznych z siecią energetyczną są bardziej popularne.

Fotowoltaika ceny.

W zależności od wielu czynników ceny fotowoltaiki są zróżnicowane. Do głównych aspektów określających koszty należą moc oraz koszt instalacji. Jeśli oferuje ktoś instalację z montażem gratis, to gratis zawarty jest w cenie sprzętu.

Warto również porównać oferty sklepów z fotowoltaiką. Zwrócić się do naszego handlowca i sprawdzić, czy nie ma jakichś promocji. W zależności od jakości urządzeń i samych producentów fotowoltaiki ceny również mogą się różnić.

Producenci falowników do fotowoltaiki.

Na rynku światowym, europejskim, a co za tym idzie, również polskim pojawiają się różne propozycje urządzeń. Są to między innymi falowniki SOFAR, falowniki Fronius, falowniki Delta. Na uwagę zasługują również falowniki Huawei oraz nasze polskie falowniki LUMEL czy Twerd.