Fotowoltaika

Czym jest fotowoltaika

Fotowoltaika to technologia, która pozwala na bezpieczne dla środowiska przetwarzanie energii słonecznej w elektryczną. Instalacje fotowoltaiczne pozwalają na znaczne oszczędności na rachunkach za energię elektryczną. Fotowoltaika pozwala uniezależnić się od dostaw i cen prądu. Wytworzona energia może być zużywana na bieżąco, magazynowana lub odsprzedawana do zakładu energetycznego.

Wraz ze wzrostem cen energii elektrycznej wzrasta opłacalność inwestycji w instalacje fotowoltaiczne. Panele fotowoltaiczne to jedno z Odnawialnych Źródeł Energii. Tego typu instalacje wytwarzają czystą energię nie zanieczyszczając środowiska. Nie generują również dodatkowych kosztów, co jest niewątpliwym plusem pod względem inwestycyjnym.

Na inwestycję w fotowoltaikę można zdecydować się w dowolnym momencie. Instalacja fotowoltaiczna wykorzystuje dotychczasową instalację energetyczną. Do niej włącza się mikroinstalację fotowoltaiczną.

Panele fotowoltaiczne są często mylone z kolektorami słonecznymi, zwanymi popularnie solarami. Obie technologie wykorzystują energię słoneczną, jednak panele wytwarzają z niej energię elektryczną, a kolektory ciepło, służące zazwyczaj do ogrzewania wody. Elektrownia słoneczna w połączeniu z kotłami elektrycznymi jest świetną alternatywą dla kolektorów słonecznych. Idealnie sprawdza się tez w połączeniu z ogrzewaniem na podczerwień.

Panele fotowoltaiczne najlepiej montować na dachu, o nachyleniu zbliżonym do 35 stopni, skierowanym na południe . Można je też montować na gruncie, jeśli nie będą przesłaniane przez inne obiekty.

Zwrot z inwestycji po około 6 latach.

Instalacja fotowoltaiczna (PV) składa się z:

  • paneli fotowoltaicznych (zbudowanych z ogniw);
  • inwertera (jego zadaniem jest zamiana prądu stałego na zmienny);
  • okablowania liczników energii;
  • akumulatora (odpowiednio dobranego do rodzaju instalacji).

Podstawą instalacji fotowoltaicznej są panele fotowoltaiczne, czyli zbiór ogniw fotowoltaicznych pokrytych szkłem hartowanym, które chronią panele przed niekorzystnymi czynnikami zewnętrznymi.

W tym miejscu, czyli ogniwach fotowoltaicznych, dochodzi do wytworzenia energii elektrycznej.

Promienie słoneczne padają na ogniwo fotowoltaiczne z krzemu monokrystalicznego lub polikrystalicznego, w zależności od technologii produkcji. Istotne jest, że ogniwa monokrystaliczne uzyskują najwyższą sprawność.

Przez odbicie fotonów od powłoki wewnątrz ogniwa fotowoltaicznego wytwarzany jest prąd stały. Ma on swoje zastosowania, jednak nie jest tak przydatny jak prąd zmienny, który dostępny jest w gniazdkach naszych gospodarstw domowych. Dlatego częścią całej instalacji jest inwerter (falownik), który zamienia prąd stały w zmienny. Przetwarza on prąd stały do odpowiedniej częstotliwości i napięcia. Sprawność inwertera definiuje sprawność całej instalacji. Można ją określić mierząc moc wejściową i wyjściową falownika. Im niższa tym mniejsza sprawność inwertera, a co za tym idzie całej instalacji.

Całość instalacji łączą ze sobą kable solarne i złącza. Odpowiedni dobór i dostosowanie wszystkich elementów pozwala na maksymalizację zysków z instalacji fotowoltaicznej.

Wybór opcji instalacji

W wyborze odpowiedniej dla nas opcji instalacji fotowoltaicznej warto zaufać opinii fachowca. Weźmie on pod uwagę rodzaj budynku, możliwości jego adaptacji i zapotrzebowanie na energię elektryczną. Wykona precyzyjne obliczenia i przedstawi najlepszą dla Państwa opcję. Orientacyjnie do zasilenia domku jednorodzinnego w energię elektryczną potrzeba kilkanaście paneli, każdy o powierzchni od 1m2 do 1,8m2 i mocy od 200 do 300 Wat.

Rodzaje instalacji fotowoltaicznych

Obecnie instalacje fotowoltaiczne występują w trzech wariantach: sieciowym, hybrydowym i niezależnym.

Instalacje sieciowe

Zaletami tej inwestycji jest koszt, elastyczność i możliwość korzystania z tradycyjnego źródła prądu elektrycznego. W tym typie instalacji nie używa się akumulatorów, więc jest on tańszy od pozostałych i daje szybszy zwrot inwestycji. Istnieje tez możliwość odsprzedania nadwyżki energii do sieci po cenach ustalonych przez Urząd Energetyki. Cechy tego typu instalacji sprawiają, że obecnie jest najczęściej wybierana wśród użytkowników fotowoltaiki.

Instalacje hybrydowe

Fotowoltaiczna instalacja hybrydowa polega na użyciu oprócz paneli fotowoltaicznych innego źródła energii elektrycznej. Są to najczęściej turbiny wiatrowe lub generatory spalinowe. Instalacja ta może również współpracować z siecią energetyczną. Energia pozyskiwana z paneli może być zużywana od razu, a jeśli do tego nie dojdzie jest magazynowana i może być spożytkowana później.

Instalacje autonomiczne (niezależne)

Autonomiczne instalacje fotowoltaiczne zaprojektowane są z myślą o tym, że nie będą podłączone do sieci energetycznej. Wytworzona dzięki nim energia magazynowana jest w akumulatorach do późniejszego użycia. Technologia ta stosowana jest w miejscach gdzie dostęp do sieci energetycznej jest znacznie utrudniony lub nieopłacalny. Są to między innymi różnego rodzaju oświetlenia, gdzie energia może być magazynowana cały dzień i zużywana w nocy, czy domki letniskowe.

Rodzaje instalacji fotowoltaicznych ze względu na umiejscowienie

Instalacja fotowoltaiczna na dachu

W przypadku montażu instalacji fotowoltaicznej na dachu ważne jest jego usytuowanie, konstrukcja oraz otoczenie. Najlepszy do montażu paneli fotowoltaicznych jest dach zwrócony na południe, który umożliwia umieszczenie paneli pod kątem około 35 stopni. Bardzo istotna jest przestrzeń dookoła instalacji. Nie powinna być ona zacienione przez obiekty zewnętrzne takie jak drzewa i słupy, ale również elementy samego budynku jak np. komin.

Panele fotowoltaiczne montowane są na dachu na specjalnych konstrukcjach dostosowanych do materiału, którym pokryty jest dach i do kąta jego nachylenia. Dbamy o to by całość po montażu prezentowała się estetycznie i współgrała z zabudową, aby zapewnić nie tylko korzyści materialne, ale również wizualne.

Instalacja fotowoltaiczna na gruncie

Panele fotowoltaiczne na gruncie montuje się w przypadku budowy farm fotowoltaicznych lub zbyt skomplikowanego montażu na dachu. Powodem montażu na gruncie zamiast na dachu mogą być liczne zacienienia lub skomplikowana budowa samego dachu i brak miejsca na odpowiednią liczbę paneli.

Instalacja ta charakteryzuje się bardziej rozbudowaną konstrukcją, dlatego czas montażu jest dłuższy i trwa zazwyczaj 2 – 3 dni.

Przed wykonaniem takiej instalacji trzeba wziąć pod uwagę szereg ważnych czynników. Najważniejsze, żeby zapewnić na działce odpowiednio dużo miejsca, ponieważ prawidłowe funkcjonowanie instalacji wymaga uwzględnienia miejsca pomiędzy panelami. W inwestycji trzeba uwzględnić również obecne zacienienie i przyszły plan zagospodarowania terenu.

Ogniwa fotowoltaiczne

Najważniejszym elementem całej instalacji fotowoltaicznej są ogniwa fotowoltaiczne. To właśnie w nich z energii słonecznej powstaje prąd stały. Zawsze warto wybierać ogniwa najlepszej jakości, ponieważ zwiększa się pewność, że taka instalacja szybko się zwróci. Jednak w zależności od warunków nasłonecznienia i środków finansowych jakimi dysponujemy możemy wybrać spośród 3 typów ogniw. Najwydajniejsze i jednocześnie mogące zajmować najmniejszą powierzchnię są ogniwa monokrystaliczne. Wytwarza się je z monolitycznego kryształu krzemu. Mniej wydajne i potrzebujące większej powierzchni paneli są ogniwa polikrystaliczne. Najmniejszą wydajnością cechują się ogniwa amorficzne i używane są praktycznie tylko w rejonach pustynnych o bardzo dużym nasłonecznieniu.

Korzyści stosowania instalacji fotowoltaicznych

Czyste powietrze

Energia elektryczna uzyskana dzięki zastosowaniu fotowoltaiki jest kwalifikowana jako jedno z Odnawialnych Źródeł Energii (OZE). Jest to źródło energii przyjazne środowisku. W czasie wytwarzania prądu elektrycznego nie powstają szkodliwe związki.

Oszczędności

Zastosowanie paneli fotowoltaicznych pozwala oszczędzać realne pieniądze na rachunkach za energię elektryczną. Koszty poniesione na instalację fotowoltaiczną zwracają się w ciągu 6 lat. Zazwyczaj okres zwrotu inwestycji jest dużo krótszy. Po tym czasie osiągamy już zyski, które można czerpać przez kolejne 25 lat z gwarancją utrzymania wydajności na poziomie minimum 80%.

Szybki montaż

Montaż jest praktycznie błyskawiczny. Panele fotowoltaiczne, czy to na dachu czy na gruncie, oraz inwerter (falownik) zostają umieszczone i połączone z siecią energetyczną zazwyczaj w ciągu jednego dnia.

Niezależność

Inwestycja w fotowoltaikę pozwala uniezależnić się od dostaw energii z zewnątrz. Nasze gospodarstwo domowe zabezpiecza się tym samym przed nagłym brakiem dostaw energii, a także rosnącymi cenami prądu. Podwyżki cen prądu pozwalają inwestorowi na relatywnie szybszy zwrot kosztów poniesionych na instalację.

Domową elektrownię słoneczną

Nowoczesna technologia pozwala na wykorzystanie nie tylko promieniowania bezpośredniego, ale również rozproszonego i odbitego. Zapewnia to produkcję energii elektrycznej również w pochmurne dni.

Zapas energii

Nadwyżki energii można gromadzić w akumulatorach lub przesyłać do sieci energetycznej, która przejmuje funkcję magazynu. Druga opcja obniża koszt instalacji, zaś pierwsza zapewnia niezależność od zewnętrznych dostaw.

Niskie koszty eksploatacji

Eksploatacja modułów fotowoltaicznych nie wymaga specjalistycznej wiedzy. Wystarczy raz na jakiś czas zadbać o ich konserwację (usunięcie kurzu i brudu). Same w sobie moduły fotowoltaiczne gwarantują wysoką sprawność przez długie lata bez ingerencji z zewnątrz.