Zestaw fotowoltaiczny to nie tylko połączone ze sobą moduły. Do odpowiedniego działania całej przydomowej elektrowni słonecznej niezbędnych jest kilka elementów. Co składa się na kompletny zestaw PV i jakie są rodzaje instalacji?
Jakie są elementy zestawu fotowoltaicznego?
- panele fotowoltaiczne
To bez wątpienia najważniejsze elementy instalacji fotowoltaicznej. One odpowiadają za pozyskanie energii z promieniowania słonecznego. Panele składają się z ogniw fotowoltaicznych, które łączy się w sposób szeregowy. Obecnie na rynku jest dostępnych kilka rodzajów modułów: polikrystaliczne, monokrystaliczne, amorficzne, CdTE, CIGS.
- falownik (inwerter)
Inwerter zmienia stałe napięcie na zmienne, tak aby pozyskana z paneli fotowoltaicznych energia mogła zasilać domowe urządzenia. Jego działanie wpływa zatem na efektywność całej instalacji.
Wyróżniamy kilka rodzajów falowników: on-grid (sieciowe), off-grid (nie współpracujące z siecią), wewnętrzne, zewnętrzne, wyspowe, jednofazowe, trójfazowe, łańcuchowe oraz centralne. Są także tzw. mikroinwertery, które podpina się osobno do każdego panelu, co pozwala na produkcję energii niezależnie od pracy innych modułów.
- okablowanie
W skład zestawu fotowoltaicznego wchodzi także okablowanie. To także istotny element z uwagi na bardzo wysokie napięcie w instalacji. Warto zwrócić uwagę na jakość przewodów i wybrać te z tzw. wyższej półki, które są odporne na działanie warunków atmosferycznych (promieniowanie UV, wysokie i niskie temperatury).
- zabezpieczenia
Każda instalacja musi zostać wyposażona w zabezpieczenia zmiennoprądowe oraz stałoprądowe. Ich zadaniem jest ochrona całego zestawu przed wyładowaniami elektrycznymi oraz wszelkimi przepięciami. Najważniejsze, a tym samym i najdroższe elementy – panele i inwerter – są bardzo czułe na zmiany napięcia.
- konstrukcja
Elementy montażowe paneli fotowoltaicznych powinny być odporne na działanie korozji (zabezpieczone specjalną powłoką) oraz lekkie (szczególnie w przypadku instalacji na dachu).
- optymalizatory mocy
Nie w każdym przypadku ich obecność w zestawie fotowoltaicznym jest konieczna. Działanie optymalizatorów polega na obciążaniu panelu, w taki sposób aby jego moc wyjściowa była na najwyższym poziomie, niezależnie od tego w jaki sposób pozostałe moduły funkcjonują. Urządzenia te stosowane są często w sytuacji częściowego zacienienia paneli, aby zwiększyć wydajność zestawu.
- akumulator
Akumulator rzadko pojawia się w instalacjach fotowoltaicznych. Na tą chwilę to jedyna możliwość magazynowania energii, cechuje się coraz dłuższą żywotnością, ale i nadal stosunkowo wysoką ceną.
Instalacja on-grid
Instalacje fotowoltaiczne mogą być oparte na systemie on-grid lub off-grid. Można także zdecydować się na ich połączenie, czyli system hybrydowy. Jaka jest między nimi różnica? Które rozwiązanie jest najbardziej elastyczne?
W instalacji on-grid nadmiar wyprodukowanej energii trafia do energetycznej sieci, która stanowi swego rodzaju magazyn. Z kolei w przypadku niedostatku energii – np. w pochmurny dzień niezbędna ilość energii jest pobierana z sieci.
Instalacja on-grid składa się z:
- paneli fotowoltaicznych,
- inwertera,
- licznika dwukierunkowego,
- konstrukcji mocującej.
Za pomocą licznika dwukierunkowego jest zliczany prąd zarówno ten, który został wyprodukowany przez instalację fotowoltaiczną, jak i ten pobrany z sieci. Użytkownik otrzymuje rachunek za tzw. zużycie netto, czyli różnice pomiędzy energią wyprodukowaną a pobraną.
Instalacja fotowoltaiczna typu on-grid jest tańsza od off-grid, gdzie wymagany jest zakup akumulatorów. Ponadto, dzięki regulacjom prawnym nadwyżki energii z instalacji fotowoltaicznej muszą zostać odebrane przez operatora systemu dystrybucyjnego. To z kolei umożliwia użytkownikowi obniżenie rachunków za prąd.
Instalacja off-grid
W przypadku systemu off-grid wyprodukowana przez panele fotowoltaiczne energia jest w całości „spożytkowana” na potrzeby danego budynku. Energia z paneli ma postać prądu stałego, który za pomocą inwertera jest zamieniany na prąd zmienny.
Nadmiar energii trafia do akumulatorów, a odbywa się to za pomocą regulatora ładowania. Urządzenie to ma za zadanie sterowanie ładowaniem akumulatorów, tak aby nie doszło do ich przeładowania albo nadmiernego rozładowania.
Instalacje hybrydowe
Są także dostępne tzw. instalacje hybrydowe – połączenie instalacji on-grid z off-grid. W jej skład wchodzą panele fotowoltaiczne, które są wspierane przez zasilanie dodatkowe w postaci sieci publicznej, generatora prądu albo turbiny wiatrowej. Taką instalację fotowoltaiczną montuje się w miejscach, gdzie nasłonecznienie jest mniejsze. Często za pomocą hybrydowej instalacji zasilane są wiaty przystankowe, przejścia dla pieszych czy drogowe znaki.
System może być dopasowany w taki sposób, aby w jak największym stopniu inwestor był uniezależniony od zewnętrznej sieci. W instalacji hybrydowej inwerter oprócz tego, że przekształca prąd stały w zmienny to ładuje akumulatory, kontroluje ich stan oraz generalnie zarządza danym systemem.
Nowoczesne akumulatory są trwałe – zapewniają nawet 8000 cykli ładowania. To oznacza, że zakładając normalne użytkowanie systemu bateria powinna spełniać swoją funkcję przez nawet 20 lat. W ostatnich latach akumulatory zmniejszyły swoją objętość, są praktycznie bezobsługowe, nie mają wymagań co do wentylacji oraz mają coraz to większą pojemność, ale nadal ich koszt zakupu jest wysoki.
Dodaj komentarz