Coraz więcej osób zastanawiasz się nad inwestycją w fotowoltaikę.

Co to jest fotowoltaika?

Fotowoltaika w skrócie oznacza przetwarzanie światła słonecznego na energię elektryczną. Dzieje się to dzięki zjawisku fotowoltaicznemu, odkrytemu w 1983 roku przez Aleksandra Becquerela. Padający promień światła na kryształy krzemu w panelu fotowoltaicznym powoduje powstanie prądu stałego. W połączniu do inwertera, przekształca go na prąd przemienny, zasilający urządzenia elektryczne w domach i zakładach pracy. Nadwyżka energii trafia do sieci energetycznej.

Czerpanie nieskończonej energii słonecznej

Instalacja fotowoltaiczna jest sporym wydatkiem, uznaje się ją za inwestycję, która na pewno się zwróci. Słańce jest wszechobecne i ogólnodostępne, oprócz tego ma liczne zalety:

• oszczędności, pomniejszenie lub całkowity brak opłat w rachunku elektrycznym, przy ciągle rosnącej cenie za energie
• opłacalność, inwestycja zwykle zwraca się po ok. 5-7 latach zależy to od kosztu instalacji
• dotacja, pomniejszenie kosztu instalacji o dofinansowanie i ulgi podatkowej
• bezawaryjność, bezobsługowa praca inwestycji, praktycznie bezawaryjna panele mogą pracować nieprzerwanie nawet przez 25 lat, ale i po tym okresie mogą dalej funkcjonować
• ochrona środowiska, brak emisji zanieczyszczeń,
• wytrzymałość, odporne na niekorzystne warunki atmosferyczne przez cały rok,
• wyeksploatowanie ogniw, recykling ogniw ponosi producent i niemal w 100% można odzyskać wszystkie komponenty i ponownie przetworzyć na nowe ogniwa,

Jak dobrać moc instalacji do potrzeb?

Należy zamontować tyle paneli, aby pokryły zużycie energii w danym budynku. W razie rozbudowy instalacji domowej w nowe odbiorniki elektryczne, należy uwzględnić zapas nadprodukcji na przyszła inwestycje, np. w ogrzewanie elektryczne, klimatyzacje, bufory wody, itp.

Rodzaje paneli fotowoltaicznych

Wyróżnia się 3 rodzaje paneli fotowoltaicznych, różniących się między sobą właściwościami, wydajnością oraz ceną. Są to ogniwa monokrystaliczne, polikrystaliczne oraz ogniwa amorficzne.

Monokrystaliczne

• Powstają z pojedynczych kryształów ciętych na płytki krzemu, składających się w czarne, cienkie, wielokątne płytki.
• Najlepiej sprawdzają się na niewielkich, lecz silnie nasłonecznionych powierzchniach.
• Wysoką odpornością na warunki atmosferyczne, trwałością i duża wydajności od 17 do 22%.
• Jednak, to najdroższy rodzaj paneli PV.

Polikrystaliczne

• Najbardziej popularne, można znaleźć produkty od wielu producentów.
• Błękitny kolor, składający się z modułów, wykonanych z połączenia wielu kryształów krzemu.
• Tańsze niż panele monokrystaliczne, lecz mniej wydajne od 14% do 16%.
• Wymagają większej powierzchni do montażu.
• Dobrze sprawdzą się w miejscach o mniejszym nasłonecznieniu.

Krzemu amorficznego (cienkowarstwowe)

• Najniższa cena, lecz mniej wydajne i mniejsza sprawność.
• Do poprawnego funkcjonowania mogą potrzebować droższej instalacji.
• Lekkie, elastyczne i łatwe w montażu, dzięki temu mogą być częścią elewacji budynków.
• Cecha charakterystyczna to niski stopnień wrażliwości na wysokie temperatury.
• Najrzadziej spotykany rodzaj instalacji PV.

Jakie dobrać panele fotowoltaiczne?

Każdy budynek i jego domownicy mają różne potrzeby, odmienne zapotrzebowanie na energię elektryczną. Dlatego dobór ogniw fotowoltaicznych należy dokonać kalkulacji i wziąć pod uwagę takie czynniki jak:

• liczba urządzeń elektrycznych ich rodzaj i typ w domu,
• budżet instalację paneli fotowoltaicznych,
• wydajność/sprawność ogniw fotowoltaicznych,
• odporność na zacienienie,
• uszkodzenia mechaniczne,
• zwiększone temperatury,
• gwarancji producenta na warunki atmosferyczne.

Wpływ temperatury na pracę

Instalacje fotowoltaiczne ma sens nie tylko w krajach o dużym nasłonecznieniu, panele fotowoltaiczne wytwarzają prąd pod wpływem promieni słonecznych, lecz zbyt wysoka temperatura obniża ich wydajności, może to doprowadzić do obniżenia sprawności ogniw.

Ogniwo fotowoltaiczna wykonane jest z materiału półprzewodnikowego płytek krzemu. Pochłonięte promienie światła, przekładają się na energię elektryczną. Według przyjętych standardów, dobrej jakości ogniowo fotowoltaiczne powinno pracować w zakresie temperatur od -40°C do 85°C. Taka różnica temperatury potwierdza ze ogniwa można montować niemal w każdych strefach równoleżnikowych.

Skrajnie wysokie temperatury otoczenia nie sprzyja fotowoltaice, jakby się wydawało. Krzem nagrzewa się, prowadząc do zmniejszenia napięcia modułów, a tym samym do spadku mocy nominalnej ogniw. Podsumowując wyższa temperatura, tym moduł ma mniejszą efektywność.

Przy niskich temperaturach w jesienno-zimowym okresie, instalacja zwiększa swoją wydajność. W chłodne i słoneczne dni moduły nie przegrzewają się, za to absorbują więcej światła słonecznego, tym samym wytwarzają więcej energii pozyskanej ze słońca.

Idealne warunki pracy

Podstawowym identyfikatorem PV jest moc wyrażona w Watopikach (Wp), określana w optymalnych warunków pracy ogniwa. Wyróżniają się one wskaźnikiem NOCT (Normal Operating Cell Temperature), co znaczy wysokość temperatury w standardowych warunkach pracy, takich jak:

• strumie światła – pomiar nasłonecznienia
• temperatura otoczenia 20 ^oC w której nagrzewa się w stosunku do otoczenia dwukrotnie
• chłodzenie, prędkość wiatru 1m/s.

Badaniu przy nasłonecznieniu 1000 W/m2 przy temperaturze 25°C. Dostrzec wtedy można, że sprawność modułów maleje nawet o 10% w odniesieniu do ich optymalnej pracy. Warto wybrać instalacje, o najniższy współczynnik P_max (Maximum Power Point). Współczynnik mocy określa wartość strat w wydajności i sprawności modułów, przy wzroście temperatury. Taka instalacja fotowoltaiczna będzie bardziej odporna na zmienne warunki pogodowe.

Odporność paneli na temperaturę

Zabezpieczenie instalacji przed utratą wydajności, w dużych temperaturach jest wiatr, którego podmuch schładzają ogniwa szczególnie w okresie letnim. Instalacje PV latem zapewniają najwięcej energii, zimą są one bardziej sprawne.