W jaki sposób działa system fotowoltaiczny?
Energia odnawialna

W jaki sposób działa system fotowoltaiczny?

3/23/2021

Marzy ci się prawdziwe oszczędzanie? Nie chcesz znów irytować się kolejną podwyżką prądu? Zastanawiasz się nad przemianą swojego domu we własną, niewielką elektrownię? Jeżeli na przynajmniej jedno z powyższych pytań twoja odpowiedź brzmi „tak” - najlepszym rozwiązaniem będzie decyzja o zainwestowaniu w system fotowoltaiczny. Wybór fotowoltaiki pozwoli ci uniezależnić się od stale wzrastających cen prądu, korzystać z darmowej energii przez dziesiątki lat bez konieczności obsługi lub dodatkowych nakładów finansowych, a także stać się maksymalnie ekologicznym. Jeśli decyzja o montażu paneli fotowoltaicznych wciąż nie zapadła, a w twojej głowie pojawiają się pytania związane np. z funkcjonowaniem instalacji lub niewykorzystanym nadmiarem energii - znajdujesz się w odpowiednim miejscu. Z naszego artykułu dowiesz się, jakie elementy składają się na kompletny system fotowoltaiczny oraz w jaki sposób on działa.

Przede wszystkim panele

Widocznymi z daleka, podstawowymi elementami wszystkich systemów fotowoltaicznych są oczywiście panele składające się z modułów. Każdy moduł złożony jest z ogniw wytwarzających energię. Duże zapotrzebowanie na światło słoneczne powoduje, że panele umieszczane są głównie na południowej stronie dachów. Możliwe jest także ulokowanie ich bezpośrednio na gruncie, wykorzystując do tego specjalne wysięgniki podnoszące moduły na wysokość około dwóch metrów. Taka konstrukcja pozwala zaoszczędzić miejsce na znacznej części terenu, który zamieniłby się w jedną, potężnych wymiarów elektrownię słoneczną, gdyby panele ułożone były płasko.

Praca instalacji fotowoltaicznej rozpoczyna się w momencie, w którym powstająca w słońcu, niewidzialna gołym okiem cząsteczka promieniowania magnetycznego nazywana fotonem pada na moduł wykonany z materiału półprzewodnikowego. Najczęściej do produkcji ogniw fotowoltaicznych wykorzystuje się krzem, który pochłania występujące w promieniowaniu słonecznym fotony, a tym samym porusza elektrony, przyczyniające się do wytworzenia energii elektrycznej. Zachodzące w ogniwach zjawisko przekształcające energię słoneczną w prąd stały określa się mianem efektu fotowoltaicznego.

Podejmując decyzję o inwestycji w system fotowoltaiczny należy zwrócić uwagę z jakiej odmiany krzemu wykonane są panele. W większości przypadków na potrzeby gospodarstwa domowego w pełni wystarczające okażą się ogniwa z krzemu polikrystalicznego, których sprawność wynosi między 14, a 16 procent. Jeszcze lepiej sprawdzają się moduły monokrystaliczne, osiągające efektywność nawet do 19 procent, ale są to produkty o wiele droższe, znacząco podnoszące koszt instalacji całego systemu. Nieopłacalna z kolei wydaje się być inwestycja w panele wykonane z krzemu amorficznego. Ich sprawność rozciąga się pomiędzy 9, a 14 procent.

Bez inwertera ani rusz

Wytworzona przez panele fotowoltaiczne energia to prąd stały. Niestety, korzystanie z niego w niezmienionej formie w celu zasilania domowych urządzeń elektrycznych nie jest możliwe. Do przekształcenia prądu wytworzonego w ogniwach fotowoltaicznych w prąd zmienny niezbędny jest inwerter nazywany także falownikiem. Urządzenie powoduje dostosowanie parametrów wyprodukowanej energii do tych, jakimi charakteryzują się posiadane w domu gniazdka oraz sieć publiczna, z której usług korzysta większość mieszkańców Polski. Dopiero po tej zmianie możliwe staje się swobodne czerpanie z wytworzonych przez ogniwa fotowoltaiczne zasobów.

Falownik pełni także funkcję kontrolera. Monitorując pracę systemu fotowoltaicznego pozwala wykryć jego ewentualną awarię. Istotne dla odpowiedniego funkcjonowania instalacji jest również, aby inwerter ulokowany był niedaleko głównej prądowej rozdzielnicy domowej.

Różnica działania między systemami on-grid, a off-grid

W miesiącach, w których pogoda jest piękna, a słońce ani na moment nie chowa się za ciemnymi, deszczowymi chmurami twój system fotowoltaiczny będzie pracował na najwyższych obrotach, czym przyczyni się do wytworzenia imponującej ilości prądu. W przypadku wyprodukowania nadmiaru energii, której nie wykorzystasz na bieżąco, istnieją dwa rozwiązania pozwalające zachować ją do czasu, kiedy okaże się przydatna.

Pierwszym sposobem na skorzystanie z nadwyżki wytworzonego w panelach prądu (np. zimą) jest wyposażenie swojej instalacji fotowoltaicznej w akumulatory, które przechowają ponadprogramową dawkę energii do momentu, kiedy będzie ci potrzebna. Tego typu autonomiczny system (nazywany off-grid) nie jest uzależniony od sieci energetycznej, przez co 100% wytworzonych zasobów trafi do Twoich gniazdek.

Inną metodą, pozwalającą wykorzystać nadmiar prądu w dogodnym momencie jest zintegrowanie systemu fotowoltaicznego z elektryczną siecią publiczną. To rozwiązanie, określane mianem on-grid, zakłada oddawanie nadwyżki wytworzonej energii do sieci za pomocą dwukierunkowego licznika, będącego kolejną częścią składową całej instalacji, analizującą jaką ilość prądu wyprodukował Twój system fotowoltaiczny oraz ile energii pobrano od dostawcy. Przesyłany do sieci nadmiar można w każdej chwili odebrać, ale jest jeden haczyk. Publiczna sieć elektryczna zatrzymuje 20 - 30 procent prądu, czyli z powrotem można odzyskać 70 - 80 procent tego co wcześniej zostało wysłane. Z drugiej strony, koszt montażu instalacji typu on-grid jest znacznie niższy od systemu off-grid, ze względu na wysoką cenę akumulatorów magazynujących wyprodukowany nadmiar energii.

Gdzie podłączyć instalację?

Odpowiednie działanie systemów fotowoltaicznych możliwe jest bez konieczności wymiany posiadanej instalacji elektrycznej.Do podłączenia fotowoltaiki najczęściej wykorzystywane są obecne w domach skrzynki rozdzielcze. Aby instalacja była chroniona przed wszelkimi wyładowaniami lub przepięciami należy wyposażyć ją w zabezpieczenia przeciwprzepięciowe.

Wybór profesjonalnej firmy zajmującej się montażem systemów fotowoltaicznych pozwoli Ci zyskać pewność, że posiadana instalacja jest w pełni bezpieczna i podłączona w odpowiednim miejscu.

Inne wpisy