Zestaw fotowoltaiczny – co wchodzi w jego skład?

Ocena: 4.5 (ilość ocen: 2)

Ocena: 4.5
(ilość ocen: 2)

Instalacja fotowoltaicznaZestaw fotowoltaiczny można potraktować jak zamkniętą, czarną skrzynkę. Z jednej strony wchodzi do niej promieniowanie elektromagnetyczne, a z drugiej wychodzi energia elektryczna. Sposoby realizacji instalacji są zależne od tego, jakie są wobec niej wymagania. Różnice te staną się jasne, gdy poznamy przesłanki do wyboru wykonań. Zatem zajrzyjmy do czarnej skrzynki i poznajmy jej tajemnice!

Zestaw fotowoltaiczny a promieniowanie elektromagnetyczne

Potocznie uważa się, że panele fotowoltaiczne zamieniają światło słoneczne na energię elektryczną, a gdy słońce jest za chmurami zestaw fotowoltaiczny nie działa. Bliższym prawdy jest stwierdzenie, że zestaw fotowoltaiczny konwertuje promieniowanie elektromagnetyczne (czyli też to rozproszone) na energię elektryczną. Panele fotowoltaiczne opierają swoje działanie na efekcie fotoelektrycznym wewnętrznym. Aby on zaszedł do paneli muszą docierać fotony o energii większej od bariery potencjału półprzewodnika.

Niezależnie od tego czy zestaw fotowoltaiczny zawiera panele polikrystaliczne czy monokrystaliczne, czy jest typu on-grid czy off-grid, to składa się z trzech bloków.

Zestaw fotowoltaiczny – blok 1, czyli panele

Pierwszym składnikiem zestawu fotowoltaicznego są panele fotowoltaiczne. Różnią się one wieloma parametrami: rozmiarami, materiałem, gwarantowanym czasem pracy, ceną itp. Muszą występować w zestawie fotowoltaicznym, ale ich wykonanie może być różne.

Inne rodzaje półprzewodników to odmienne zachowanie paneli przy tym samym oświetleniu. Panele amorficzne będą skuteczniej działały latem, gdy widmo promieniowania jest bardziej przesunięte w kierunku ultrafioletu. Generowana przez panele moc będzie bardziej zależna od intensywności oświetlenia. Aby ją utrzymać na możliwie stałym poziomie stosowane są układy obracające panele w ślad za słońcem.

Panele polikrystaliczne lepiej będą pracowały w zimie, gdy więcej jest promieniowania rozproszonego. Energia dostarczana przez nie w czasie od wschodu do zachodu słońca jest bardziej równomierna. Ten pozornie niewielki niuans wpływa znacząco na parametry instalacji.

Mały zestaw fotowoltaiczny może służyć do ładowania akumulatora telefonu lub tabletu. Większy natomiast da radę zasilać instalację elektryczną domu. Bardzo duży zestaw fotowoltaiczny może pełnić rolę elektrowni słonecznej.

Na każdy zestaw paneli pada to samo promieniowanie słoneczne. Jak to się dzieje, że jeden dostarcza napięcia rzędu kilku woltów i mocy miliwatów, zaś inny generuje napięcie o wartości kilkuset woltów i moc na poziomie megawatów? Różnica bierze się z powierzchni paneli, sposobu ich połączenia i rodzaju interfejsu.

Zestaw fotowoltaiczny może mieć panele połączone:

  • szeregowo (napięcia ich się sumują),
  • równolegle (dodają się ich wydajności prądowe),
  • w sposób mieszany (napięcie i wydajność zestawu są większe niż pojedynczego panela).

Zestaw fotowoltaiczny – blok 2, czyli interface

Zestaw fotowoltaiczny będzie użyteczny, gdy dostarczy energii elektrycznej o takich parametrach, jaka jest potrzebna do zasilania urządzeń. Konieczne jest zastosowanie bloku, który dopasuje parametry generowanej energii elektrycznej do odbiorników. Blok umieszczony na styku dwóch urządzeń i dostosowujący wartości sygnałów nosi nazwę interface.

W zależności od tego, czy instalacja jest typu on-grid czy off-grid wielkości prądu i napięcia mogą być inne. W modelu on-grid wymagania na: częstotliwość, fazę i napięcie narzuca sieć energetyczna. Interfejs, zwany falownikiem, analizuje przebieg napięcia sieciowego i przetwarza napięcie z paneli tak, aby oba miały parametry identyczne. Nie ma napięcia w sieci – falownik nie ma z czym porównać przebiegu – instalacja nie dostarcza energii.

W modelu off-grid wymagania na przebieg elektryczny narzuca odbiornik. Zazwyczaj jest to napięcie stałe. Jego wartość nie może zależeć od tego czy słońce świeci jasno, czy jest zasłonięte chmurami.

Zestaw fotowoltaiczny – blok 3, czyli bufor

Model komercyjny zestawu fotowoltaicznego jest prosty. Urządzenia wytwarzają energię i wysyłają do sieci.

Nieco bardziej złożona jest natomiast instalacja prosumencka. Nawet najbardziej zagorzały zwolennik OZE zbulwersowałby się, gdyby intensywność świecenia żarówek w jego domu, możliwość skorzystania z komputera itp. zależały od chmur przesuwających się nad elektrownią słoneczną. Energię należy generować wtedy, gdy słońce świeci i jeżeli nie zostanie wykorzystana – magazynować.

W instalacji typu on-grid rolę bufora pełni sieć energetyczna. Instalacja podłączona jest do niej przez licznik dwukierunkowy. Gdy produkowane jest więcej energii niż można zużyć – licznik się cofa. Licznik porusza się do przodu tylko wówczas, gdy z sieci pobierane jest więcej energii niż zostało do niej oddane.

W instalacji typu off-grid energia magazynowana jest w akumulatorach. Oczywiście nic nie stoi na przeszkodzie, aby akumulator zasilał przetwornicę wytwarzającą napięcie zmienne.

Najnowsze aktualności / recenzje

Dodaj komentarz