Trochę techniki

Fotowoltaika jest pojęciem znacznie pojemniejszym niż bywa to przedstawiane w kontekście komercyjnej energetyki słonecznej. Przede wszystkim mamy do czynienia z dziedziną nauki badającą procesy przemiany energii promieniowania elektromagnetycznego na energię cząstek obdarzonych ładunkiem elektrycznym (np. elektronów lub jonów). Fotowoltaika nieco bardziej potocznie to także dział techniki opracowujący i udoskonalający procesy produkcyjne generatorów fotowoltaicznych. Fotowoltaiką jest nazywany również cały sektor energetyki odnawialnej wykorzystujący promieniowanie słoneczne jako pierwotne źródło energii. 

Efekt fotowoltaiczny

Efekt fotowoltaiczny polega na powstaniu w danym ośrodku (materiale) siły elektromotorycznej w wyniku absorpcji promieniowania świetlnego. Innymi słowy oświetlony materiał zostaje wytrącony ze stanu równowagi - ładunki elektryczne (elektrony, jony) przemieszczają się w jego wnętrzu tworząc obszar o wyższym i niższym potencjale elektrycznym. Materiał jednak "chce" powrócić do naturalnego stanu równowagi w procesie odwrotnego przepływu ładunków. Jeśli umożliwi się to poprzez elektryczne połączenie obu obszarów, w powstałym obwodzie popłynie prąd. Jeśli materiał jest oświetlany w sposób ciągły, stan nierównowagi będzie podtrzymywany, a tym samym podtrzymywany będzie przepływ ładunku.

 

 

Energia słoneczna

Promieniowanie słoneczne stanowi strumień fal emitowanych z powierzchni Słońca we wszystkich kierunkach. Niewielki jego wycinek dociera poprzez atmosferę do powierzchni ziemi. Im dłuższa droga światła w atmosferze tym więcej energii ulega w niej absorpcji lub rozproszeniu. Kiedy Słońce góruje nisko nad horyzontem np. w godzinach porannych i wieczornych, a także w zimie, droga się wydłuża - mniej ciepła i światła dociera do powierzchni ziemi. Ta prosta zależność wyjaśnia jak okresowo zmieniają się zasoby energii, które mogą być wykorzystane w procesie konwersji fotowoltaicznej.

 

 

Do konwersji energii promieniowania słonecznego na energię elektryczną dochodzi jedynie w materiałach o odpowiednich właściwościach fizycznych nazywanych absorberami fotowoltaicznymi.  Najczęściej spotykanymi absorberami są kryształy półprzewodnika np. krzemu, ale zdarzają się również rozwiązania z absorberem ciekłym lub żelowym (organicznym i nieorganicznym). Częstym nieporozumieniem jest utożsamianie ogniwa fotowoltaicznego i absorbera. Ogniwo fotowoltaiczne jest już gotowym mikrogeneratorem mogącym zasilać niewielkie odbiorniki (kalkulatory, diody led itp.). Można zatem powiedzieć, że ogniwo jest skończonym urządzeniem, na które składa się absorber , ale również warstwy izolacyjne, warstwy poprawiające własności optyczne, warstwy zapewniające dobry kontakt z przewodnikiem, warstwy przewodzące, a także elektrody. Połączone ze sobą elektrycznie i zabezpieczone przed warunkami zewnętrznymi ogniwa nazywane są modułami fotowoltaicznymi. To właśnie moduły fotowoltaiczne, zwane również panelami fotowoltaicznymi, stanowią urządzenia bazowe, z których budowany jest generator fotowoltaiczny o określonych parametrach elektrycznych.

Generator fotowoltaiczny stanowi źródło energii elektrycznej. W pewnym uproszczeniu przyjmuje się, że jest to źródło prądu stałego, nie jest to jednak stwierdzenie całkowicie prawdziwe ze względu na zmieniające sie stale warunki nasłonecznienia. Faktem jest, że w oświetlonym ogniwie (module) zwrot i tym samym kierunek przepływu prądu jest zachowany, zmieniają się jednak chwilowe wartości natężenia i napięcia. Dosłownie zatem generator fotowoltaiczny należy traktować źródło prądu okresowo zmiennego lub upraszczając - niestabilne źródło prądu stałego. Skala fluktuacji parametrów elektrycznych generatora fotowoltaicznego zależy silnie od chwilowej wartości natężenia promieniowania słonecznego (natężenie) i temperatury ogniw (napięcie).
Zasilanie odbiorników elektrycznych energią pochodzącą z konwersji fotowoltaicznej w sposób zapewniający ich ciągłą i bezpieczną pracę odbywa się poprzez energoelektroniczny układ stabilizujący złożony z przetwornicy i zasobnika energii. Zadaniem przetwornicy jest dopasowanie się do parametrów zasilania odbiornika, a zasobnika zagwarantowanie rezerwy energetycznej niwelującej wpływ okresowych zmian nasłonecznienia. Generator fotowoltaiczny wraz z przetwornicą lub zespołem przetwornic oraz zasobnikiem energii tworzą tzw. system fotowoltaiczny.
Instalacje fotowoltaiczne zwyczajowo dzielone są na stało i zmiennoprądowe oraz autonomiczne (samodzielne) i przyłączone do sieci. W przypadku autonomicznych systemów stałoprądowych przetwornica DC/DC zwana regulatorem ładowania, koordynuje pracę miedzy zasobnikiem (typowo baterią akumulatorów) i obciążeniem (odbiornikami), tak aby zapewnić możliwie niewielkie straty mocy. W autonomicznych systemach zmiennoprądowych pojawia się druga przetwornica (lub urządzenie z dwoma blokami) DC/AC, która transformuje prąd stały na przemienny o zadanej charakterystyce (najczęściej sieciowej). W systemach przyłączonych do sieci prąd stały z generatora fotowoltaicznego przetwarzany jest przez specjalny falownik na prąd przemienny o parametrach wysoce zgodnych z siecią, która pełni rolę swoistego zasobnika - odbierając energię z systemu fotowoltaicznego i dostarczając ją do miejsca poboru.

Poniżej zestawiono najbardziej istotne wskazówki dla osób zainteresowanych systemami fotowoltaicznymi.  Przygotowaliśmy również autorski program szkolenia z fotowoltaiki dla instalatorów, który wyjaśnia i poszerza zagadnienia poruszane w Centrum Wiedzy.
1. Planując instalację fotowoltaiczną można oszacować moc nominalną typowego generatora fotowoltaicznego przyjmując 140-160 wat na metr kwadratowy jego powierzchni. Zatem moc nominalna generatora o powierzchni 40 m2 wyniesie około 5,6-6,4 kWp.
2. Najbardziej korzystne ustawienie generatora fotowoltaicznego w warunkach Polskich to płaszczyzna wystawiona na południe (+/- 6  stopni) pod kątem 30-38 stopni względem gruntu.
3. Energia wyprodukowana przez system pv z generatorem ustawionym płasko jest o 15% niższa niż w przypadku generator ustawionego pod kątem 30-38 stopni. Jeśli generator ustawiony jest na południe pionowo względem gruntu straty wyniosą ok. 30%. Odchylenia dowolnie pochylonego generator na wschód lub zachód spowoduje większe straty energii.
4. Systemy fotowoltaiczne z optymalnie ustawionym generatorem pv produkują w Polskich warunkach nasłonecznienia około 900-1000kWh/kWp energii rocznie. Oznacza to, że system z generatorem o mocy nominalnej (szczytowej)  1 kilowata wygeneruje około 950 kilowatogodzin energii w ciągu jednego typowego roku.
5. Jeśli kluczowa jest jak najwyższa produkcja energii w zimie, wskazane jest aby generator pv pochylony był względem gruntu pod kątem 60-80 stopni (lepsze dopasowanie do Słońca nisko nad horyzontem).
6. Moc nominalna (szczytowa) modułu fotowoltaicznego podawana w Wp (ang. Watt peak) nie ma rzeczywistego przełożenia na moc chwilową modułu.  Do obliczeń parametrów elektrycznych

Nowości

panel 24-portowy do gniazd typu F
Panel EmiterNet niewyposażony do gniazd typu „F” - „F” (beczka). Znajduje...
puszka SOB4S uchylona IP64, puszka SOB4S zamknięta IP64, puszka SOB4S góra IP64, puszka SOB4S otwarta IP64
Puszka podłogowa zintegrowana z ramką do instalacji osprzętu w standardzie...
kabel EmiterNet FTP kat.6 PVC
Czteroparowy kabel ekranowany kategorii 6 jest przeznaczony do szerokopasmowych...
produkty Tigo
Tigo jest producentem elastycznego systemu elektroniki na poziomie modułu...
ramka natynkowa TSM mała widok, ramka natynkowa TSM duża widok, ramka natynkowa TSM dyst duży góra, ramka natynkowa TSM dyst mały góra, ramka natynkowa TSM dyst mały spód, ramka natynkowa TSM bok, ramka natynkowa TSM dyst duży góra, ramka natynkowa TSM dyst duży spód
Ramka wraz z odpowiednią telekomunikacyjną skrzynką mieszkaniową podtynkową...
Telekomunikacyjna skrzynka mieszkaniowa EmiterNet TSM-PW1Z zamknięta, Telekomunikacyjna skrzynka mieszkaniowa EmiterNet TSM-PW1Z otwarta, Telekomunikacyjna skrzynka mieszkaniowa EmiterNet TSM-PW2Z zamknięta, Telekomunikacyjna skrzynka mieszkaniowa EmiterNet TSM-PW2Z otwarta, Telekomunikacyjna skrzynka mieszkaniowa EmiterNet TSM-PW2Z wyposażona
Telekomunikacyjne skrzynki mieszkaniowe EmiterNet (TSM EmiterNet) do zabudowy...

Fotowoltaika

Fotowoltaiczne Piątki !!!
Zapraszamy na nowe bezpłatne szkolenie, podczas którego uczestnicy zostaną wprowadzeni w tematykę fotowoltaiki...
 
Zapisz się na szkolenie

 

Aktualności

Koniec roku to czas promocji w EmiterNet. W...
05.12.2017
Emiter rozpoczyna nowy cykl internetowych szkoleń....
27.11.2017