Category: Baterie słoneczne

Czytaj więcej

Fakty i mity fotowoltaiki

Instalacje fotowoltaiczne zaczęły pojawiać się w naszym kraju około 10 lat temu. Od tego czasu, na temat sektora odnawialnych źródeł energii powstaje wiele mitów, co może być spowodowane niewystarczającą znajomością tego obszaru. Systemy fotowoltaiczne zostały zareklamowane w Polsce za pośrednictwem programu Mój Prąd oraz Prosument. Poniżej zaprezentujemy kilka tematów, o których najczęściej możemy usłyszeć odnośnie fotowoltaiki.

Panele fotowoltaiczne montuje się wyłącznie na dachu, nachylone pod odpowiednim kątem w stronę słońca

Pierwszym mitem, który chcielibyśmy opisać jest stwierdzenie, że moduły PV powinny zostać zamontowane na dachu. Należy przyznać, że tego typu umiejscowienie przynosi sporo korzyści, np. mniejsze zacienienie, najlepsza ochrona paneli, czy ochrona dachu przed śniegiem i gradem. Nie jest to jednak jedyna możliwa opcja instalacji. Montaż w tym miejscu może w niektórych przypadkach spowodować konieczność modernizacji dachu, zwłaszcza w starszych budynkach. To dodatkowo podwyższa koszty przedsięwzięcia. Warto również dodać, że konserwacja paneli na dachu jest utrudniona z uwagi na ograniczoną wielkość powierzchni.

Kierunek nachylenia dachu jest znaczącą kwestią, od której zależy efektywność paneli fotowoltaicznych, jednak instalacja będzie produkowała prąd, także w przypadkach, gdy nachylenie dachu odstępuje od optymalnego ustawienia.

Zwrot z inwestycji pojawia się po długim czasie

Odpowiednio zaprojektowana i zamontowana instalacja fotowoltaiczna przynosi gwarantowaną stopę zwrotu, minimum od 12 do 15% rocznie, co przekłada się na zwrot kosztów inwestycji po około 6-9 latach. Decyzja o korzystaniu z odnawialnego źródła energii, jest jedną z najefektywniejszych inwestycji dla gospodarstwa domowego. Im więcej prądu zużywamy, tym szybciej zaczynamy zarabiać na naszym systemie fotowoltaicznym.

Fotowoltaika działa tylko latem

Kolejnym mitem, o którym możemy często usłyszeć, jest kwestia działania paneli słonecznych o różnych porach roku. Przyjęło się, że system fotowoltaiczny przynosi korzyści jedynie latem. Nie jest to prawdą, gdyż panele działają w nasłonecznionych miejscach, zarówno latem, jak i w dni chłodniejsze a nawet pochmurne. Im większy jest poziom nasłonecznienia danego dnia, tym więcej prądu zostaje wytworzone, nie oznacza to jednak, że nasza instalacja będzie przynosić korzyści jedynie w letnich miesiącach, a przez cały rok. W warunkach zachmurzenia, sprawność paneli nie spada, produkcja prądu nadal jest możliwa. Warto dodać, że panele generują energię także w zimowe słoneczne dni, na poziomie zbliżonym do wartości generowanych w dni upalne w porze letniej. Dobrym przykładem krajów, gdzie panuje chłodniejszy klimat, a w którym systemy fotowoltaiczne bardzo dobrze się spisują, są m.in. Wielka Brytania, Niemcy, Chiny. Funkcjonowanie ogniw fotowoltaicznych polega na tym, że wykorzystują one jedynie światło do wyprodukowania energii elektrycznej, a nie ciepło, jak powszechnie panuje przekonanie. Promieniowanie słoneczne dzieli się na poszczególne składowe: promieniowanie bezpośrednie (DNI) – promieniowanie słoneczne, które trafia bezpośrednio ze słońca do paneli słonecznych oraz promieniowanie rozproszone (DHI). Chmury także powodują odbijanie światła, a poprzez ograniczanie DNI, zwiększają poziom DHI. Znaczenie odgrywa również temperatura otoczenia. Co ciekawe, w chłodniejsze dni sprawność ogniw jest wyższa. Zarówno latem jak i zimą, przy jednakowych warunkach nasłonecznienia, produkcja energii elektrycznej będzie wysoka.

Panele PV zainstalowane na dachu przyciągają pioruny

W trakcie burzy, bez względu na to, czy na dachu znajdują się panele fotowoltaiczne czy nie, występuje narażenie na uderzenie wyładowania atmosferycznego. Choć ramy, na których umieszczane są moduły, dobrze przewodzą pioruny, nie oznacza to, że je przyciągają. Co więcej, ochraniają nasz dom przed jego skutkami. Jeżeli budynek posiada instalację odgromową, to przy montażu instalacji fotowoltaicznej należy pamiętać, aby zapewnić odległość ok 50cm między konstrukcją PV a piorunochronem. Dodatkowo, każdą instalację PV trzeba uziemić. W przypadku tego typu systemu, instaluje się także ograniczniki przepięć. Instalacja odgromowa wyposażona w ograniczniki przepięć typu 1+2 zapewnia dostateczną ochronę przed wyładowaniami atmosferycznymi.

Instalacja systemu fotowoltaicznego jest bardzo złożona

W tym przypadku można uznać, że stwierdzenie to jest prawdziwe. Należy jednak mieć na uwadze, że instalację montują specjaliści, przy zachowaniu właściwych standardów montażu. Firmy zatrudniają fachowców, którzy znają się na swojej pracy i instalację wykonują wedle wszystkich niezbędnych wytycznych.

Panele fotowoltaiczne są kosztowne i nieestetyczne

Kiedy w latach siedemdziesiątych systemy PV dopiero pojawiały się na rynku, faktycznie ich ceny były wysokie i a sam wygląd niezbyt estetyczny. Obecnie, moduły zdecydowanie są bardziej poręczne i lżejsze. Lepiej komponują się z nowoczesną powierzchnią dachów i wyglądają naprawdę elegancko. Również cena nowoczesnych paneli znacznie spadła, dzięki czemu stały się one bardziej przystępne i coraz więcej osób decyduje się na instalację fotowoltaiczną. Na rynku pojawiły się tzw. dachówki fotowoltaiczne, które umożliwiają wkomponowanie systemu PV z pokryciem. W efekcie instalacja staje się niemalże niewidoczna na powierzchni dachu.

Instalacja PV na dachu może go popsuć

W tej sytuacji jest po części prawda, gdyż niewłaściwy montaż wieszaków modułów może spowodować uszkodzenie pokrycia dachu. W związku z tym niezwykle istotne jest, by montaż został przeprowadzony przez doświadczony zespół fachowców. Specjaliści Ci posiadają wiedze na temat standardów i technik mocowania oraz rodzajów wieszaków, które powinny zostać dobrane zależnie od typu pokrycia dachowego – papa, blacha czy dachówka. W przypadku zastosowania właściwego rozwiązania, instalacja PV na pewno nie spowoduje szkód. Poprawny montaż jest również bardzo ważny pod kątem warunków atmosferycznych, aby w przy silnych wiatrach, konstrukcja nie została naruszona.

Wytworzenie ogniw PV wiąże się z generowaniem wielu zanieczyszczeń

Często można usłyszeć opinię, że produkcja ogniw fotowoltaicznych w fabrykach, generuje dużo zanieczyszczeń, co akurat mija się z prawdą. Warto w tym momencie dodać, że ogniwa są w stanie wytworzyć o wiele więcej energii, niż wymagana jest do ich produkcji. Szacuje się, że system fotowoltaiczny, który zaspokoi potrzeby przeciętnego gospodarstwa domowego na energię elektryczną, przez swój okres eksploatacji, może zredukować około pół tony dwutlenku siarki, 100 ton CO2 i prawie 300 kilogramów tlenku azotu z powietrza. Podczas wytwarzania ogniw w fabryce, poziom wygenerowanych zanieczyszczeń jest minimalny i poddaje się go recyklingowi.

Instalacja fotowoltaiczna często ulega awariom i jest trudna w utrzymaniu

Właścicielom fotowoltaiki zaleca się raz w roku spłukiwanie paneli wodą. W praktyce, raczej większość z nich zdaje się na opady deszczu, który oczyści ich powierzchnie. Panele nie posiadają elementów ruchomych i nie jest konieczna ich systematyczna konserwacja. Niewielkie zanieczyszczenie nie wpływa na zmniejszenie wydajności systemu więcej niż 5% w trakcie okresu eksploatacji paneli. Jeśli chodzi o kwestię uszkodzenia instalacji, to w przypadku odpowiednio dobranego urządzenia, prawdopodobieństwo wystąpienia takiej sytuacji jest niewielkie. Moduły fotowoltaiczne z reguły się nie psują, mogą jedynie zostać uszkodzone przez czynniki zewnętrzne, jak np. gradobicie. Wydarzenie takie pokrywa jednak ubezpieczenie, które sprzedawcy rekomendują podczas nabycia inwestycji. Dodatkowo mamy jeszcze gwarancję udzielaną przez producenta, trwającą nawet do 15 lat.

System fotowoltaiki potrzebuje więcej energii do produkcji niż jest w stanie wytworzyć

Amerykańskie Krajowe Laboratorium Energii Odnawialnej dokonało badań, których wyniki pokazują, że koszt energii niezbędnej do wyprodukowania ogniw PV, zwraca się w okresie krótszym niż 4 lata. Według innych źródeł, czas ten jest krótszy i może wynieść nawet od roku do około trzech lat. Zatem, przyjmując 30-letni okres żywotności paneli, będą przynosić one zysk netto energii od 25 do 29 lat. Mit ten zapewne odnosił się do ogniw PV, w czasach gdy były one znacznie mniej wydajne, a ich produkcja była skomplikowana.

Korzystając z fotowoltaiki, w nocy lub w warunkach zachmurzenia, w domu nie będzie prądu

Odnosząc się do pierwszej części stwierdzenia, jest to po części prawda. Gdy nie ma światła, nie ma fotonów a w związku z tym elektryczności. Należy jednak zaznaczyć, że skutkuje to brakiem prądu w naszym domu w nocy. Wyróżnia się dwa zasadnicze rozwiązania. Jednym jest sytuacja kiedy właściciel inwestycji zostaje prosumentem – równocześnie jest producentem jak i konsumentem energii. Prosument ma możliwość odebrania części energii wyprowadzonej do sieci. Może także czerpać korzyści z systemu opustów. System o mocy do 10 kW prądu, umożliwia pobrać z sieci do 80% energii, natomiast instalacje o mocy od 10 kW do 40 kW, pozwalaj na pobranie do 70% prądu Drugą opcją jest utworzenie indywidualnego, przydomowego magazynu energii elektrycznej. Pozwala on odzyskać energię elektryczną, która została przekazana do naładowania ogniw, na poziomie od około 65% do 90%. Wartości w obu rozwiązaniach są do siebie zbliżone, jednak wspomniany magazyn energii jest zdecydowanie kosztowną inwestycją, która niejednokrotnie przewyższa cenę samej instalacji fotowoltaicznej.

Wygenerowany przez panele prąd, najpierw wpływa do sieci, a dopiero później można odebrać to, co zostało wyprodukowane

Prosument energii odnawialnej stosuje tzw. net-meeting, co oznacza kalkulacje energii elektrycznej netto. Rozliczenie netto to sytuacja kiedy do sieci wpływa jedynie energia elektryczna, wygenerowana w danym momencie przez panele i która nie została wykorzystana. U Prosumenta montuje się licznik dwukierunkowy, który mierzy poziom energii wprowadzonej do sieci, a później umożliwia odzyskanie jej pewnej części. Określa się to mianem opustu. Wartość energii jaka może wrócić z powrotem, określa się na poziomie około 70 lub 80% i uzależniona jest od mocy systemu. Net-metering uchodzi za najkorzystniejsze rozwiązanie dotyczące kumulowania energii.

 

Podobał Ci się artykuł? Zostaw nam ocenę!
[Ocen: 0 Średnia: 0]

Czytaj więcej

Moduły fotowoltaiczne (panele): budowa i rodzaje

Fotowoltaika to jeden z najszybciej rozwijających się sektorów OZE w Polsce. Na rynku znajdziemy wiele rodzajów paneli fotowoltaicznych, różniących się wydajnością elektryczną, składem materiałów, które wykorzystano do ich produkcji, czy też różnym przedziałem cenowym. Panele fotowoltaiczne produkuje się przy zastosowaniu różnorodnych technologii.

Moduły fotowoltaiczne, nazywane powszechnie jako panele fotowoltaiczne posiadają wymiary 100 x 165-170cm i mają kształt prostokąta. Do ich budowy stosuje się powłoki antyrefleksyjne, celem ograniczenia odbijania promieni słonecznych. Wewnątrz ramy montuje się wykonaną z krzemu warstwę ogniw, którą uprzednio owija się folią i przykrywa szkłem. Aby moduły odpowiednio chłonęły promieniowanie, wybiera się jak najjaśniejsze szkło.

Ogrzewanie elektryczne i ogniwa fotowoltaiczne

Na jeden moduł składa się 60 ogniw, z których każdy ma wymiar około 15×15. Umieszcza się je w sześciu rzędach po 10 sztuk. Występują także panele posiadające 48 lub 72 ogniwa o innej wielkości oraz możliwej do uzyskania mocy. Wymienione grupy paneli nie powinny być do siebie przyrównywane, gdyż moc panelu wynika z łącznej mocy tychże ogniw.

Budowa modułu fotowoltaicznego

Moduł fotowoltaiczny składa się z kilku warstw. Najistotniejsza jest warstwa krzemu krystalicznego, około 0,2-milimetra, osłonięta folią EVA. Moduł okrywa odporna na uderzenia szyba hartowana. W celu usztywnienia modułu, pod dolną warstwę, umieszcza się podkład wykonany z tworzywa sztucznego. Na całość kładzie się aluminiową ramę. Prąd płynący pomiędzy ogniwami krystalicznymi odprowadza się do instalacji elektrycznej za pomocą przewodów ze złączami solarnymi.

Moduły fotowoltaiczne – rodzaje

Jak wspomniano na początku, na rynku dostępnych mamy kilka rodzajów modułów. Najczęściej stosowane są grubowarstwowe krzemowe ogniwa fotowoltaiczne. Powodem, dla którego stały się najchętniej wybieraną opcją, jest ich trwałość, duża wydajność energetyczna oraz przystępne ceny. Pośród nich wyróżnia się ogniwa monokrystaliczne oraz polikrystaliczne. Rynek zdecydowanie zdominował pierwszy z wymienionych typów. Moduły monokrystaliczne często poddaje się różnorodnym modyfikacjom, aby uzyskać jeszcze większą wydajność. Kolejnym rodzajem modułów są moduły cienkowarstwowe, stworzone z krzemu lub tellurku kadmu, perowskitowe, zbudowane z nieorganicznych związków chemicznych, a także moduły wykorzystujące materiały organiczne. Warto wspomnieć, że wymienione wyżej rodzaje, z uwagi na niewielką wydajność, a wysoki koszt ich wyprodukowania, rzadko znajdują zastosowanie.

Monokrystaliczne moduły fotowoltaiczne

Panele monokrystaliczne uchodzą za bardzo wydajne, ponieważ prąd powstaje wewnątrz pojedynczych kryształków składających się na ogniwa, natomiast w modułach polikrystalicznych, wspomniane kryształy są mniejszej wielkości, a ogniwo wycina się z bloku stworzonego z wielu kryształów. W panelach monokrystalicznych, kryształy krzemu posiadają większy stopień czystości, dzięki czemu ich wydajność również wzrasta.

Wersja monokrystaliczna cechuje się sprawnością w przedziale 19-20%. Na rynku dostępne są również modele o sprawności 25%, jednak ich cena jest znacznie wyższa. Z monokrystalicznych modułów fotowoltaicznych o mocy znamionowej powyżej 350 Wp można stworzyć mniejszą a bardziej wydajną instalację niż z ogniw polikrystalicznych.

Ogniwa monokrystaliczne zwykle są koloru granatowego, ciemnoniebieskiego lub czarnego, a ich kształt przypomina kwadrat ze ściętymi narożnikami. Ceny ogniw monokrystalicznych są wyższe niż polikrystalicznych, z uwagi na droższy proces produkcji.

Polikrystaliczne moduły fotowoltaiczne

Ogniwa modułu polikrystalicznego wycina się z sześciennego bloku krzemu krystalicznego i z uwagi na metodę ich wytwarzania, przyjmują specyficzny niebieski kolor.  Przeciętną wydajność ogniw polikrystalicznych określa się na poziomie 15-16%. Najlepsze modele osiągają wydajność do 18-19%. W porównaniu do paneli z ogniw monokrystalicznych, moc znamionowa modułów polikrystalicznych jest niższa. Pomimo mniejszej wydajności, warto zastanowić się nad ich użyciem, w szczególności w miejscach gdzie nie ogranicza nas wielkość powierzchni. Warto oszacować i porównać ile musielibyśmy przeznaczyć środków, aby uzyskać instalację fotowoltaiczną o danej mocy.

Wybór modułów na instalację fotowoltaiczną – parametry paneli

Parametry techniczne to najważniejsza kwestia jaką powinniśmy się sugerować przy wyborze modułów na instalację fotowoltaiczną. Mowa tu przede wszystkim o wydajności i mocy. Wydajność, czyli sprawność modułów uzależniona jest od rodzaju konstrukcji.  Wraz z upływem czasu, ich eksploatacją, spada wydajność. Obecnie, wydłużenie okresu sprawności ogniw, stanowi największe wyzwanie dla producentów. Moc paneli fotowoltaicznych wyznacza jednostka Wp – Watt peak, co oznacza wat mocy szczytowej. Określa to jaką maksymalną moc może osiągnąć ogniwo w warunkach badawczych.

Moduły fotowoltaiczne PERT i PERC

PERT (Passivated Emitter Rear Cell Totally Diffused) to innowacyjne moduły, w których warstwa pasywacyjna jest całkowicie rozproszona, nie posiada dziurek. Warstwa ta nie dopuszcza do wypływu elektronów, ale powoduje, że odbijają się i zaczynają ponownie krążyć w ogniwie. Wskutek tego poziom odbitego promieniowania jest wyższy, a to przekłada się na większą wydajność.

PERC (Passivated Emitter Rear Cell) to moduły, które zawierają warstwę dielektryka w dolnej części . Zmniejsza to przyciąganie elektronów do elektrody dolnej. Spodnia pasywacja wywołuje powtórne odbicie promieni słonecznych do wnętrza ogniwa. Moduły PERC posiadają wiele małych dziurek, dzięki którym możliwe jest połączenie elektryczne pomiędzy górą i spodem ogniwa. Dużym plusem tego rozwiązania jest bardzo wydajna praca, zwłaszcza w warunkach małego nasłonecznienia.

Moduły dwustronnie aktywne – bifacjalne

Zasada działania modułów dwustronnie aktywnych polega na tym, że ogniwo pochłania promienie słoneczne z dwóch stron – na wierzchu oraz od spodu. Jego dolna część jest przezroczysta, zakryta folią lub szkłem. Wówczas gdy fotony pracują aktywniej, zwiększa się produkcja prądu. Ogniwa te mają zatem większą moc.

Z tym rodzajem paneli fotowoltaicznych wiąże się konieczność odpowiedniego zamontowania – na konstrukcjach wolnostojących na gruncie. Panele fotowoltaiczne dwustronnie aktywne muszą zostać zainstalowane w kierunku wschód-zachód. Jeśli zamontujemy moduły pionowo, możliwa będzie produkcja prądu zarówno rano jak i wieczorem.

Nasłonecznienie

Warto wspomnieć, gdyż powszechnie panuje inne przekonanie, że wraz z podwyższaniem się temperatury, spada moc modułów fotowoltaicznych. Najkorzystniejsze warunki do produkcji prądu to dni chłodniejsze, lecz słoneczne. Testy nad modułami wykonuje się przy temperaturze około 25 stopni, jednak w porze letniej na powierzchni dachu, temperatura może być dużo wyższa. W związku z tym, istotnym parametrem jest współczynnik temperatury mocy. Pokazuje on zależność, o ile spada moc modułu wraz ze wzrostem temperatury powyżej testowej wartości 20 stopni.

Podobał Ci się artykuł? Zostaw nam ocenę!
[Ocen: 0 Średnia: 0]

Czytaj więcej

Co to jest fotowoltaika i na czym polega jej działanie?

Fotowoltaika to nowoczesna technologia, umożliwiająca otrzymanie prądu z promieni słonecznych. Energia słoneczna zdecydowanie jest najbardziej podstawową formą energii, jaką można uzyskać przy wykorzystaniu innowacyjnych procedur, urządzeń i technologii.

Do czego służy fotowoltaika?

W najprostszym ujęciu, system fotowoltaiczny pozwala uzyskać energię. Wykorzystanie fotowoltaiki uznaje się za najłatwiejszą formę wygenerowania energii elektrycznej. Wytworzenie owej energii oparte jest na procesie konwersji promieniowania słonecznego w stały prąd elektryczny, który płynie do inwertera-falownika, a następnie ulega transformacji na prąd zmienny. Jeśli nasza instalacja wytworzy nadwyżkę prądu, trafia on do sieci i dopiero w późniejszym czasie może zostać skonsumowany.

Otrzymywanie energii za pomocą fotowoltaiki tworzy przewagę nad pozostałymi odnawialnymi źródłami energii (biomasa, wiatr, pływy morskie), gdyż z instalacji fotowoltaicznej można czerpać korzyści tak naprawdę wszędzie. Na poziom pozyskanej energii wpływają z kolei takie czynniki jak: intensywność promieniowania słonecznego, pora roku, pora dnia, czy szerokość geograficzna.

Instalacja paneli fotowoltaicznych jest bez wątpienia opłacalną inwestycją. Generuje oszczędności w kwestii opłat za prąd. Przy właściwym doborze wszelkich parametrów, w tym mocy systemu, może całkowicie zastąpić korzystanie z energii elektrycznej z konwencjonalnych źródeł. Koszty z inwestycji, są w stanie zwrócić się w przeciągu około od 7 do 10 lat.

Na moc systemu fotowoltaicznego wpływa kilka czynników. Najważniejsze z nich to wielkość powierzchni gruntu bądź wielkość dachu, kąt jego nachylenia, ekspozycja na słońce, zanieczyszczenia. Na wyższą moc instalacji warto zdecydować się w sytuacji, w której warunki nie są w pełni sprzyjające, tzn. np. dach skierowany jest w kierunku wschód/zachód, czy pojawia się zacienienie. Wówczas, większa moc, będzie w stanie pokryć zapotrzebowanie na prąd.

Fotowoltaika w kontekście gospodarki

Odpowiednio dobrana instalacja fotowoltaiczna pozwala na zmniejszenie kosztów ponoszonych na energię elektryczną, a czasem pozwala nawet na uzyskiwanie jej za darmo. Szacuje się w takich warunkach, przy wydajności paneli przez okres około 35 lat, że  inwestycja jest w stanie zwrócić się po około 9/10 latach. Co ciekawe, w Polsce zauważa się trend instalowania fotowoltaiki w gospodarstwach rolnych. System można zamontować w terenie, np. na nieużytkach rolnych, budynkach gospodarczych albo też budynkach inwentarskich, jak kurniki czy obory. Zwykle w tym przypadku, wygenerowany prąd, pożytkuje się do oświetlenia oraz zasilania urządzeń. Gdy powstanie nadwyżka energii, użytkownik może ją sprzedać do sieci. Stanowi to więc także formę zabezpieczenia. Zdecydowanie na rynku obserwuje się wzrost zainteresowania fotowoltaiką, a opcje dofinansowania przez państwo z pewnością wpływają na szerzenie się tego rodzaju odnawialnego źródła energii w Polsce.

Fotowoltaika i warunki nasłonecznienia w Polsce

Ilość wytworzonej energii przez elektrownie fotowoltaiczne uwarunkowana jest od nasłonecznienia obszaru, w którym się znajdują. Warunki meteorologiczne wyznacza się w oparciu o poziom energii, która trafia do kraju w postaci energii słonecznej. Liczy się ją na podstawie natężenia promieniowania słonecznego, które jest rozproszone oraz ma tzw. cykliczność dobową i roczną. Jeśli chodzi o warunki w naszym kraju, to natężenie energii słonecznej szacuje się na poziomie 900-1200 kWh/m2 w ujęciu rocznym. Lokalizacja Polski w takim położeniu geograficznym sprzyja więc rozwojowi energetyki słonecznej. Zdecydowanie największy poziom nasłonecznienia i wartości natężenia występuje w centrum kraju i na południu.

Innymi uwarunkowaniami oddziałującymi na poziom natężenie nasłonecznienia jest zachmurzenie i zanieczyszczenie powietrza. Promieniowanie słoneczne nie rozkłada się równomiernie w cyklu rocznym. Przyjmuje się, że mniej więcej 80% ogólnej wartości nasłonecznienia zostaje wygenerowana w miesiącach wiosenno-letnich. Pomimo tego, w czasie okresu zimowego, instalacja fotowoltaiczna także spełnia zapotrzebowania na energię elektryczną.

Ile energii zużywa dom i jak wyznaczyć odpowiednią moc paneli fotowoltaicznych?

Obliczenie mocy instalacji fotowoltaicznej rozpoczyna się od zapoznania z rachunkami za prąd. W ten sposób będziemy mogli oszacować poziom energii, jaki zużywa gospodarstwo domowe w trakcie roku i wyznaczyć właściwą wartość mocy paneli. Właścicielom fotowoltaiki przysługują opusty w wysokości 0,8 za 1kWh w instalacjach do mocy 10 kW lub też 0,7 w instalacjach o mocy od 10 do 50 kW. Moc paneli dobiera się także uwzględniając ilość energii jaką w okresie roku, jest w stanie wygenerować instalacja. Pracownik firmy z fotowoltaiką używa kalkulatora, w którym zawiera wszystkie wspomniane dane: miesięczne koszty za prąd, rodzaj dachu, kąt jego nachylenia, lokalizację. Na podstawie wyliczeń, otrzymuje się dane o mocy systemu, ilości paneli, informację jaką powierzchnię zajmą na dachu oraz przybliżoną cenę instalacji systemu.

Należy pamiętać, aby montując panele, wziąć również pod uwagę poziom nasłonecznienia lokalizacji i natężenie promieniowania, Te czynniki zdecydowanie będą wpływały na ich wydajność. Równie ważną kwestią jest czyszczenie z zabrudzeń i odpowiednia konserwacja.

Jaki typ instalacji wybrać?

Energią elektryczną, wygenerowaną przez instalację fotowoltaiczną możemy zagospodarować na dwa sposoby. Pierwszą opcją jest kumulowanie nadwyżki energii w akumulatorach, czyli tzw. instalacja typu off-grid i zużytkowanie jej na potrzeby własne. Rozwiązanie to wykorzystuje się w przypadkach gdy energia elektryczna ma zasilać obiekt z brakiem dostępu do sieci. Utworzenie akumulatorów wiąże się niestety z dużym kosztem. Drugą możliwością wykorzystania powstałej energii elektrycznej jest jej spożytkowanie przez domowe urządzenia i transfer nadwyżki energii do sieci.

Energia elektryczna, która trafia do sieci w momencie nadwyżki , zostaje zmierzona przez licznik dwukierunkowy. Odebranie energii z sieci odbywa się z zastosowaniem współczynnika opustu wynoszącego: 0,8 w przypadku instalacji o mocy do 10 kW, oraz 0,7 dla instalacji o mocy powyżej 10 kW. Co oznacza, że z każdej przesłanej do sieci 1kWh, można odebrać, zależnie od mocy systemu, 0,8 bądź 0,7 kWh.

Dofinansowanie do fotowoltaiki

Z pewnością dużym ułatwieniem do rozwoju rynku fotowoltaiki było pojawienie się ustawy o OZE. Obecnie występuje wiele programów dodatkowego wsparcia, dla osób zainteresowanych tego typu inwestycją. Programy te zakładają pomoc z wdrożeniem systemu fotowoltaicznego w domach jednorodzinnych. Dla przykładu, w ramach Regionalnych Programów Operacyjnych na okres 2014-2020, suma dofinansowania na instalacje fotowoltaiczne wyniosłą 1,26 miliarda złotych. Ostatecznie stanowiło to około 70% całości kosztów poniesionych na inwestycje. Także rolnicy mają możliwość skorzystania z ulgi na wydatki w zakresie fotowoltaiki. Ulga inwestycyjna przyznawana jest w wysokości 25%, w oparciu o dokumenty potwierdzające zakup.

Zgłoszenie instalacji fotowoltaicznej do sieci

Właściciel systemu fotowoltaicznego czy też odbiorca końcowy, zobowiązany jest do zgłoszenia instalacji do operatora. Kwestie związane z przyłączaniem instalacji regulują przepisy ustawy Prawo energetyczne. Warto dodać, że instalacja mała – o mocy nie przekraczającej 50 kW, może zostać przyłączona do sieci elektroenergetycznej o napięciu znamionowym mniejszym niż 110 kV.

Podczas zgłoszenia należy dostarczyć następujące informacje: lokalizacja, rodzaj OZE, moc elektryczna, max moc systemu, rodzaj urządzeń wykorzystywanych do wygenerowania energii, dane osobowe, dane techniczne, certyfikat sprzętu oraz ewentualne pełnomocnictwo. Po zgłoszeniu, operator dokonuje montażu licznika dwukierunkowego, który rejestruje i odczytuje dane.

Panele fotowoltaiczne – budowa

Panele fotowoltaiczne składają się z modułów. Te z kolei zbudowane są z ogniw fotowoltaicznych – fotoogniw. Wykorzystują zjawisko fotowoltaiczne i pod wpływem promieniowania, wytwarzają napięcie elektryczne. W wyniku absorpcji promieniowania słonecznego przez półprzewodnik, tworzą się nośniki ładunku. Następnie generuje się przepływ prądu stałego do mocy promieniowania padającego na ogniwo.

Ogniwa fotowoltaiczne wytwarza się z półprzewodników, a więc z materiałów takich jak krzem, selen, czy german. Typowe fotoogniwo złożone jest z dwóch warstw półprzewodnika, w których warstwa górna jest przeźroczysta i cienka, a drugą umieszcza się na dole fotoogniwa. Rozróżnia się 3 rodzaje ogniw fotowoltaicznych:

  • 1 generacji – ogniwa polikrystaliczne (mc-Si), ogniwa monokrystaliczne (Sc-Si), ogniwa wielozłączowe (mj-cells) – wykorzystywane w technice kosmicznej,
  • 2 generacji – ogniwa cienkowarstwowe z półprzewodników (z miedzi, selenu, falu, indu), ogniwa cienkowarstwowe z tellurku kadmu (Cd-Te), ogniwa cienkowarstwowe z krzemu armoficznego (a-Si),
  • 3 generacji – ogniwa barwnikowe – funkcjonujące na zasadzie sztucznej syntezy (SDDC).

Moduły fotowoltaiczne montuje się w aluminiowej bądź też stalowej ramie. Składa się ona z hermetycznie uszczelnionych ochronnych szyb. Stanowią ochronę ogniw przed warunkami atmosferycznymi  i uszkodzeniami mechanicznymi. Ogniwa, dodatkowo kładzie się między warstwy folii PET i EVA.

Panele fotowoltaiczne zbudowane są zwykle z kilkunastu modułów, które łączy się ze sobą szeregowo. Powstały łańcuch, powoduje zwiększenie napięcia. Aby uzyskać wysoką wartość prądu wyjściowego, stosuje się również połączenie modułów równoległe, które tworzy macierz fotowoltaiczną.

Ogniwo fotowoltaiczne

Ogniwo fotowoltaiczne jest kluczowym elementem systemu fotowoltaicznego. Wytwarza się je najczęściej z krzemu, gdyż materiał ten jest dobrym półprzewodnikiem. Niewielkie cząstki światła – fotony, padając na płytkę krzemową, powodują powstanie nośników o przeciwnych ładunkach elektrycznych – dodatnich i ujemnych. Płyta krzemowa pełni rolę złącza p-n, przez co dodatnie ładunki kierują się do warstwy p, natomiast ładunki ujemne – do warstwy n. W wyniku powstaje napięcie elektryczne. Po połączeniu w obwód, warstwy z ładunkami ujemnymi z warstwą o ładunkach dodatnich, następuje przepływ prądu stałego.

Z uwagi na budowę atomową krzemu, rozróżniamy ogniwa: monokrystaliczne, polikrystaliczne i amorficzne.  Jak sama nazwa wskazuje, ogniwa monokrystaliczne składają się z monokrystalicznych kryształków krzemu. Rozmiar ogniwa to przeważnie 10cm x 10cm. Są one ciemnej barwy, a ich kształt przypomina kwadrat ze ściętymi rogami. Sprawność ogniwa szacuje się na około 15-18% i są one zwykle droższe. Ogniwa polikrystaliczne są koloru niebieskiego. Cechuje je mniejsza sprawność niż ogniwa monokrystaliczne. Wycina się je po uprzednim przetopieniu i wykrystalizowaniu krzemu. Ogniwa polikrystaliczne są zdecydowanie częściej stosowane. Ich sprawność utrzymuje się na poziomie 18-20%. Trzecim typem ogniw są ogniwa amorficzne. Zbudowane są z niewykrystalizowanego krzemu. Nanosi się go na płytkę ze szkła, stali nierdzewnej lub też tworzywa sztucznego. Przyjmują brązowy, czasem bordowy matowy kolor. Są najtańszym rodzajem ogniw pod kątem ich wytworzenia. Niemniej jednak ich sprawność jest najniższa – około 6-8%.

Jaką funkcję pełni falownik?

Ogniwa fotowoltaiczne generują prąd stały, który następnie musi zostać przekształcony w prąd zmienny. Konwersja ta jest możliwa dzięki urządzeniu zwanym falownikiem. W jego budowie wyróżnia się trzy główne elementy. Pierwszym z nich jest układ wejściowy. Jest on odpowiedzialny za reagowanie urządzenia na zmienne wartości przesyłanego prądu stałego. Zawiera on rozłączniki i bezpieczniki. Kolejnym elementem jest tranzytowy układ mostkowy. To z kolei stanowi serce inwertera i przekształca prąd stały w prąd przemienny. Układ wyjściowy falownika zawiera filtr przeciwzakłóceniowy, który eliminuje niekontrolowane zmiany natężenia prądu przemiennego.

Podobał Ci się artykuł? Zostaw nam ocenę!
[Ocen: 0 Średnia: 0]

Czytaj więcej

Jak działa instalacja fotowoltaiczna?

Systemy fotowoltaiczne zyskują coraz większe uznanie inwestorów. Na instalacje PV decydują się właściciele domów jednorodzinnych, domków letniskowych, przedsiębiorcy i rolnicy. Jak działają? W jaki sposób zbudowany jest moduł fotowoltaiczny, gdzie powstaje energia słoneczna i jakie są efekty takiej inwestycji? Sprawdźmy!

Jak zbudowany jest moduł fotowoltaiczny?

Ogniwa fotowoltaiczne muszą mieć właściwości półprzewodników. W związku z tym do ich budowy wykorzystuje się takie pierwiastki jak krzem, german i selen. Najczęściej jest to krzem, bowiem pierwiastek ten posiada na ostatniej powłoce aż cztery elektrony walencyjne, co sprzyja szybkiemu zachodzeniu fotoemisji. Producenci zwykle stosują dwie warstwy półprzewodnika. Pierwsza jest cienką i przezroczystą warstwą typu n ulokowaną na górze, nad którą znajdują się elektroda ujemna i powłoka antyrefleksyjna, a pod elektroda dodatnia. Druga znajduje się na dole – jest grubsza i typu p. Obie warstwy oddzielone są barierą potencjałów, w efekcie tworząc złącza p-n. Czasem ogniwa fotowoltaiczne posiadają też wbudowaną warstwę PERC w spodniej warstwie i posiadają dodatkową warstwę dielektryka, który pełni funkcję izolatora elektrycznego, działającego na zasadzie reflektora. W jakim celu stosuje się warstwę PERC? Przede wszystkim po to, by promienie słońca, które nie wytworzą elektronu, mogły ponownie się odbić. Generuje to dodatkową szansę na wytworzenie energii i tym samym zwiększenie wydajności paneli fotowoltaicznych.

Jak działają ogniwa fotowoltaiczne?

Prąd elektryczny, pozyskany przez ogniwa fotowoltaiczne z promieniowania słonecznego, może zasilać sprzęty domowe, maszyny czy na przykład pompy ciepła. Aby tak jednak się stało, musi zajść zjawisko fotowoltaiczne. Polega na zmianie właściwości elektrycznych ciała stałego (ogniwa będącego półprzewodnikiem), pod wpływem padającego na ciało stałe promieniowania słonecznego (foton). Jednostka światła jest pochłaniana przez krzem, uwalnia dodatkowe elektrony i umożliwia ich przemieszczanie się – ruch ten jest nazywany przepływem prądu elektrycznego. Zastosowane w ogniwach złącza półprzewodnikowe typu p-n pozwalają na połączenie tego procesu z obiegiem elektronów w sieci energetycznej, a to skutkuje tym, że energia świetlna zmienia się w elektryczną. Mając jednak na uwadze, że panele PV produkują prąd stały, konieczna jest jego konwersja w prąd zmienny (a właściwie przemienny) – do tego celu właśnie służy falownik (inwerter). W efekcie instalacja staje się źródłem energii, które może zaspokoić potrzeby gospodarstwa domowego, rolnego czy firmy i wyprodukować prąd, który wykorzystany zostanie do zasilania najróżniejszych urządzeń.

Fotowoltaika – jak uzyskać optymalne efekty?

Pod definicją słowa fotowoltaika skrywa się dziedzina nauki zajmująca się przetwarzaniem promieniowania słonecznego na energię elektryczną. Większość osób jednak określeniem fotowoltaiki mianuje instalacje fotowoltaiczne, które pozwalają na pozyskiwanie energii elektrycznej ze słońca. Celem jest ograniczenie opłat za prąd pobierany z sieci – szczególnie, że ceny energii elektrycznej nieustannie szybują ku górze. Istotne jest więc, aby instalacja PV była dostosowana do pod względem mocy i wielkości do potrzeb gospodarstwa czy firmy.

Najważniejszym aspektem przy doborze mocy instalacji fotowoltaicznej jest określenie, ile prądu jest zużywane w ciągu roku – energia jest bowiem rozliczana w systemie 12-miesięcznym. Jeśli w okresie większego nasłonecznienia powstają jej nadwyżki, to następnie trafiają one do sieci publicznej (zakładu energetycznego), aby w ciągu roku prosument mógł je odebrać na zasadzie opustu (za 20% wartości przy instalacjach do 10 kWh oraz 30% przy tych wielkości 10-50 kWh). Dla budynków już istniejących moc instalacji określa się na podstawie średniej wysokości rachunków za prąd za ostatni rok, z kolei w przypadku nowych domów czy firm, zużycie prądu należy oszacować na podstawie planowanego zużycia – określając ilość i rodzaj urządzeń energochłonnych oraz liczbę użytkowników.

Energia ze słońca to znakomita inwestycja, ale aby dawała pożądane rezultaty, przed przystąpieniem do prac montażowych konieczne jest określenie możliwości instalacyjnych. Ważne są: wielkość powierzchni dachu/gruntu, ekspozycja powierzchni względem słońca, kąt nachylenia dachu i zacienienia (obecne oraz przyszłe – np. rosnące drzewa). Tym samym kluczowym etapem planowania inwestycji jest nie tylko wyliczenie zapotrzebowania na energię, ale też audyt, w trakcie którego specjaliści oceniają stan więźby dachowej i pokrycia lub też gruntu. Jeśli warunki okażą się niezbyt sprzyjające – nie oznacza to braku możliwości inwestycji w odnawialne źródła energii. W takiej sytuacji eksperci zwykle zalecają dobór większej mocy paneli słonecznych, aby pozyskiwania z całej instalacji energia mogła w pełni pokryć zapotrzebowanie gospodarstwa albo firmy na prąd.

Podobał Ci się artykuł? Zostaw nam ocenę!
[Ocen: 0 Średnia: 0]

Czytaj więcej

Panele fotowoltaiczne FAQ

Rozważasz montaż instalacji fotowoltaicznej? W takim razie koniecznie poznaj najważniejsze informacje na ich temat. Oto FAQ, w którym odpowiadamy na najczęściej zadawane pytania. Masz inne wątpliwości? Skontaktuj się z nami, a na pewno udzielimy wyczerpujących odpowiedzi!

Jaki dach pod fotowoltaikę?

Panele fotowoltaiczne mogą być montowane na niemal każdym stosowanym rodzaju pokrycia dachowego. Wyjątek stanowią ondulina, eternit, poliwęglan, pleksa oraz dachy w złym stanie technicznym. Idealny kąt nachylenia dachu w polskich warunkach wynosi między 20° a 40°.

Co muszę przygotować pod montaż paneli fotowoltaicznych?

Przede wszystkim należy zadbać o to, by dach był w dobrej kondycji (instalacja PV na dachu), a grunt odpowiednio stabilny (panele fotowoltaiczne na gruncie). Ponadto jeśli jest ryzyko, że z czasem roślinność będzie zasłaniać panele fotowoltaiczne, co ograniczy docieranie promieni słonecznych i tym samym produkcję energii, warto ją wyciąć.

Jaką moc instalacji fotowoltaicznej zainstalować?

Produkcja energii elektrycznej powinna być na taki poziomie, by zaspokoić w pełni zapotrzebowanie na energię gospodarstwa czy firmy. Oprócz tego ważna jest lokalizacja i nasłonecznienie w niej, dlatego w ustaleniu optymalnej mocy paneli słonecznych pomaga firma monterska przeprowadzająca audyt i przygotowująca projekt instalacji PV. Za duża moc fotowoltaiki wiąże się z wyższymi nakładami finansowymi na inwestycję i długim okresem zwrotu, a oszczędności nie będą większe, gdyż nadwyżka energii nie przekłada się na zysk finansowy.

Co oznacza wydajność paneli fotowoltaicznych?

Wydajność to parametr, który określa ile procent otrzymanej energii słonecznej dany panel przekształci w elektryczną w Ustandaryzowanych Warunkach Testowych, które zakładają temperaturę ogniwa równą 25°C, brak wiatru i promieniowanie o sile 1000W/m2. Przy obliczeniach uwzględnia się powierzchnię całego panelu wraz z ramką, a nie samych ogniw fotowoltaicznych.

Co z produkcją prądu zimą przez panele fotowoltaiczne?

Efektywność paneli fotowoltaicznych w zimie uzależniona jest od lokalizacji, szerokości geograficznej i kąta nachylenia paneli. Ilość dni słonecznych w Polsce jest wystarczająca, by optymalnie wykorzystywać potencjał modułów fotowoltaicznych. Oczywiście w sezonie letnim instalacja będzie mogła wyprodukować więcej energii elektrycznej, by w okresie mniejszego nasłonecznienia prosument mógł ją odebrać od zakładu energetycznego na zasadzie opustu.

Ubezpieczenie PV – czy warto je wykupić?

Koszt instalacji jest wysoki, a biorąc pod uwagę, że jest ona narażona na wiele niebezpieczeństw – np. huragany, opady gradu, uderzenia pioruna czy nawet kradzież zewnętrznych części, warto ją objąć ochroną poprzez wykupienie polisy mieszkaniowej z odpowiednim rozszerzeniem. Przed zakupem ubezpieczenia PV koniecznie należy sprawdzić zakres ochrony – zdarzenia, jakie obejmuje oraz kwoty, na które opiewa.

Czy montaż paneli fotowoltaicznych na gruncie się opłaca?

Panele fotowoltaiczne umieszczone na gruncie pozwalają na optymalizowanie ustawień modułów – można je więc ustawić tak, by uzyskiwały najlepsze nasłonecznienie. Kluczowe jest zatem miejsce na działce, w którym umieszczona zostanie instalacja. Nawet niewielkie zacienienie może powodować mniejszą sprawność paneli fotowoltaicznych i tym samym produkować mniej energii słonecznej.

Jak działa magazynowanie energii elektrycznej w sieci?

Dzięki magazynowaniu energii elektrycznej w sieci możemy przez cały rok korzystać z energii wytworzonej w okresie wiosenno-letnim. Nadwyżki są oddawane do zakładu energetycznego. To, ile ich będzie zależy od wielkości instalacji i zużycia energii. W efekcie przy instalacjach poniżej 10 kWp prosument może odbierać z zakładu energetycznego na zasadzie opustu prąd, płacąc za niego zaledwie 20% wartości.

Gwarancja fotowoltaiczna – jak działa i co warto wiedzieć?

Wyróżnia się 4 rodzaje gwarancji:

  • Gwarancja produktu – udzielana przez producenta paneli słonecznych i wynosi zwykle od 10 do 30 lat;
  • Gwarancja uzysku – inaczej to gwarancja wydajności i również jest udzielana udzielana przez producenta paneli fotowoltaicznych na okres do 25 lat;
  • Gwarancja falownika – udzielana przez producenta falownika i trwa od 5 lat (standardowe falowniki), do 25 lat (najlepsze inwertery);
  • Gwarancja wykonania – udzielana przez firmę montującą systemy fotowoltaiczne. Może wynosić do nawet 10 lat, zależnie od tylko instalacji PV.

Co istotne, niemal zawsze przy przenoszeniu paneli fotowoltaicznych w inne miejsce, inwestor traci każdą ze wspomnianych powyżej gwarancji.

Podobał Ci się artykuł? Zostaw nam ocenę!
[Ocen: 0 Średnia: 0]