W Polsce oraz w innych krajach wysoko rozwiniętych w Europie i nie tylko rośnie w świadomość społeczna związana z zastosowaniem Odnawialnych Źródeł Energii. To z kolei wiąże się z coraz większym zainteresowaniem fotowoltaiką, czyli najłatwiej osiągalnym oraz relatywnie najtańszym i najbardziej ergonomicznym sposobem na wykorzystanie OZE do własnych potrzeb.
Współcześnie instalacja PV jest osiągalna dla każdego, kto ma dom albo kawałek wolnej działki – to w zasadzie wystarczy, aby pozyskać darmowy prąd ze słońca. Wyjaśniamy, czym właściwie jest instalacja PV i jakie elementy się na nią składają.
Fotowoltaika, czyli ekologiczne i ekonomiczne rozwiązanie przyszłości
Jak powszechnie wiadomo, słońce to niewyczerpane źródło energii. Już od zarania dziejów ludzie mieli tego świadomość, lecz nie potrafili jeszcze wykorzystać tego potencjału, tak jak ma to miejsce współcześnie. Można nie tylko pogrzać wodę na słońcu czy dokonać liofilizacji (suszenie sublimacyjne zamrożonych substancji) różnego rodzaju produktów spożywczych, jak miało to miejsce w dawnych czasach. Dziś istnieje możliwość przemienienia energii słonecznej w prąd.
Dzięki coraz większemu dostępowi do edukacji oraz informacji zwiększa się świadomość społeczna związana z ekologią i ochroną środowiska. Ma miejsce zastępowanie plastikowych reklamówek, słomek i kubków, takimi, które są wykonane z materiałów ekologicznych, segregacja śmieci, a także stosowanie Odnawialnych Źródeł Energii, w tym fotowoltaiki. Korzystanie z energii słonecznej do własnych potrzeb to też sposób na obniżenie rachunków za prąd i uniezależnienie się od dostawców energii. To sprawia, że fotowoltaika jest ekologicznym i ekonomicznym rozwiązaniem przyszłości.
Poszczególne elementy domowego systemu fotowoltaicznego
Panele fotowoltaiczne
Panele fotowoltaiczne to najbardziej charakterystyczny element każdej instalacji PV. To one odpowiadają za pobór energii słonecznej, która w kolejnych etapach będzie przemieniona na prąd. W większości przypadków panele PV są wykonywane z krzemu. Mogą mieć kolor czarny lub niebieski – a kolor ten zależy od rodzaju paneli PV. Najczęściej spotykane w domowych mikroelektrowniach słonecznych są panele mono- i polikrystaliczne. Oprócz koloru, różnią się też mocą, konstrukcją, wydajnością i ceną. Panele z kolei zbudowane są z ogniw fotowoltaicznych, które to są łączone szeregowo. Warto zaznaczyć, że krzem, o którym wspomnieliśmy, to doskonały półprzewodnik, który jest w stanie pobierać energię ze słońca, a następnie przekazywać ją do elementu, przetwarzającego pobraną energię, która jest prądem stałym w prąd zmienny – inwertera.
Inwerter – falownik
To bardzo istotne – wszelkiego rodzaju domowe sprzęty elektryczne zasilane są prądem zmiennym. Jak wspomnieliśmy powyżej, panele fotowoltaiczne pobierają prąd stały. Należy zatem użyć takiego urządzenia, które przekształci uzyskane napięcie stałe w możliwe do zastosowania napięcie zmienne. Urządzenie to nosi nazwę inwerter lub zamiennie – falownik. Choć można się spotkać z różnego rodzaju inwerterami, to najczęściej mamy do czynienia z:
- inwerterami sieciowymi, czyli on-grid – współpracują one z siecią energetyczną i umożliwiają przesyłanie nadwyżek energii do sieci oraz jej odbiór w przypadku zapotrzebowania na prąd, co może mieć miejsc np. zimą;
- wyspowymi, czyli off-grid – nie łączą się one z siecią energetyczną, lecz posiadają one własne akumulatory, które gromadzą pobraną energię.
Ponadto cała taka domowa instalacja PV może być obsługiwana przez jeden inwerter. Innym rozwiązaniem są mirkoinwertery, z których każdy obsługuje pojedynczy moduł – panel słoneczny.
Okablowanie w systemach PV
Poszczególne elementy każdego systemu PV muszą być oczywiście połączone ze sobą przewodami. Instalacja fotowoltaiczna jest rzecz jasna wystawiona jest na działanie niekorzystnych warunków atmosferycznych. W celu ochrony okablowania przed nadmierną wilgocią, trzeba mieć na uwadze właściwe ułożenie kabli. Bardzo ważne, aby były one wytrzymałe. Właściwy montaż przewodów – okablowania jest również bardzo istotny również ze względu na bezpieczeństwo całej instalacji, a także domu i jego mieszkańców.
Zabezpieczenia AC/DC
Kolejnym ważnym elementem domowej instalacji fotowoltaicznej są zabezpieczenia AC/DC. Należy pamiętać, że do przepięć o do wyładowań dochodzi we wszystkich sieciach elektrycznych. Jako, że mogą one mieć bardzo szkodliwy wpływ na naszą instalację, powinna ona zostać wyposażona w odpowiednie zabezpieczenia zmienno- i stałoprądowe. Powinniśmy zwrócić szczególną uwagę , że panele oraz falowniki są bardzo wrażliwymi elementami na tego typu zagrożenia i w łatwy sposób mogą ulegać uszkodzeniom.
Systemy montażowy
System montażowy jest z kolei tym elementem instalacji fotowoltaicznej, dzięki któremu panele trzymają się dachu. Szczególną uwagę w tym przypadku należy zwrócić na to, aby poszczególne elementy były jak najlżejsze. Poza tym system montażowy powinien również uwzględniać kąt nachylenia dachu, a także materiał, z którego wykonane jest pokrycie dachu. Jakość takiego systemu montażowego ma także znaczenie przy instalacjach gruntowych. W każdym przypadku elementy systemu montażowego powinny być solidne oraz trwałe, a cała taka konstrukcja musi być stabilna.
Inne elementy instalacji PV
Ponadto, w zależności od tego, na jaką instalację fotowoltaiczną się zdecydujemy, będziemy mieć do czynienia z jeszcze innymi elementami. W w przypadku inwerterów wyspowych będą to np. akumulatory. Bardzo ważnym aspektem jest też technologia, która pozwala na monitorowanie wydajność paneli PV. Przy montażu zestawu solarnego, powinno się też zwrócić uwagę na obecność konektorów, które to wraz z okablowaniem łączą moduły ze sobą.
Marek Lont
0 komentarzy