Instalacje Fotowoltaiczne – czym są
Systemy fotowoltaiczne cieszą się rosnącą popularnością wśród inwestorów w branży odnawialnych źródeł energii OZE ze względu na niewielkie koszty konserwacji instalacji, długą żywotność elementów zestawów PV oraz chęci zapewnienia sobie bezpieczeństwa energetycznego lub możliwości odsprzedaży wytworzonej energii przy spełnieniu odpowiednich warunków. Warto wspomnieć, iż większość systemów solarnych potrafi wytwarzać prąd przez co najmniej 30 lat.
Czym różni się fotowoltaika od innych technologii solarnych?
- Instalacje PV przekształcają energię słoneczną bezpośrednio w elektryczność za pomocą ogniw fotowoltaicznych wykonanych z materiałów półprzewodnikowych;
- Systemy CSP koncentrują energię słoneczną za pomocą urządzeń odbijających, takich jak koryta lub panele lustrzane, w celu wytworzenia ciepła, które jest następnie wykorzystywane do wytwarzania energii elektrycznej;
- Solarne systemy podgrzewania wody zawierają kolektor słoneczny skierowany w stronę słońca i albo bezpośrednio podgrzewa wodę, albo zwiększa temperaturę „płynu roboczego”, który z kolei służy do podgrzewania wody.
Jak jest zbudowana instalacja fotowoltaiczna?
Standardowa Instalacja PV jest złożona z kilku niezbędnych komponentów umożliwiających jej skuteczne przekształcenie energii o napięciu stałym w prąd przemienny wykorzystywany przez urządzenia elektroniczne lub magazynowanie wytworzonej energii w akumulatorach w celu uzyskania bezpieczeństwa energetycznego w przypadku problemów z publiczną siecią energetyczną.
Podstawowym i zarazem najmocniej rzucającym się w oczy elementem instalacji PV są panele solarne służące do przekształcania światła słonecznego składającego się z cząstek energii (fotony) w energię elektryczną, którą można wykorzystać do zasilania sieci energetycznej. Panele fotowoltaiczne składają się z kilku pojedynczych ogniw słonecznych zawierających warstwy krzemu, fosforu (zapewnia ładunek ujemny) i boru (zapewnia ładunek dodatni). Powstała energia generowana przez fotony uderzające w powierzchnię panelu słonecznego pozwala na wybicie elektronów z ich orbit atomowych i uwolnienie ich w pole elektryczne generowane przez ogniwa słoneczne, które następnie przyciągają wolne elektrony do prądu kierunkowego. Cały ten proces jest znany jako efekt fotowoltaiczny.
Moc wyjściową pracy paneli fotowoltaicznych określa się w watach, która oznacza maksymalną wartość produkowana przez panel solarny w idealnych warunkach pogodowych. Moc wyjściowa przeważnie wynosi od 10 do 300 watów.
Panele fotowoltaiczne wytwarzają prąd stały, natomiast urządzenia gospodarstwa domowego (i nie tylko) wykorzystują do funkcjonowania prąd o napięciu zmiennym. W celu przekształcenia napięcia stałego na użyteczne zmienne 230V o częstotliwości 50Hz wykorzystuje się falownik. Wyróżniamy inwertery sieciowe on-grid lub falowniki niewspółpracujące z siecią off-grid, ponadto jednofazowe lub trójfazowe, zewnętrzne lub wewnętrzne oraz inwertery sieciowe. Falowniki on-grid cechują się stałą dostępnością do energii elektrycznej poprzez podłączenie do publicznej sieci energetycznej, natomiast wyspowe inwertery off-grid nie synchronizują się z siecią, dlatego niezbędnym elementem instalacji wykorzystującej falowniki wyspowe są akumulatory (baterie) gromadzące nadwyżkę wytworzonej energii elektrycznej.
W kompletnym zestawie fotowoltaicznym niezbędnym elementem są również zabezpieczenia zmiennoprądowe AC i zabezpieczenia stałoprądowe DC chroniące instalację PV przed uszkodzeniami spowodowanymi wyładowaniami elektrycznymi.
Innymi komponentami instalacji fotowoltaicznej są:
- system montażowy;
- kable solarne i złącza;
- optymalizatory fotowoltaiczne