Solarni Panel poly 50W/12V

/Vi ste ovdje: , /by

dimenzije 54 x 67 x 3 cm

Fotonaponski sustavi

Princip rada

Fotonapon (FN, engl. photovoltaics, PV) je tehnologija sunčeve energije koja koristi solarne ćelije kako bi sunčevu energiju pretvorila u elektricitet. Materijali važni za izradu fotonaponskih solarnih ćelija mogu doći u obliku monokristala, polikristala ili kao amorfne tvari. Klasični poluvodič koji se koristi za izradu solarnih ćelija je silicij, ali i drugih materijala.

Sunčana je ćelija u biti PN-spoj (poluvodička dioda). Kada se solarna ćelija osvijetli, apsorbirani fotoni proizvode parove elektron-šupljina zbog kojih dolazi do razlike potencijala na krajevima solarne ćelije. Ako su kontakti ćelije spojeni s vanjskim trošilom, proteći će električna struja, a solarna ćelija postaje izvorom električne energije.

Solarne FN elektrane čine FN paneli spojeni u polja priključena preko izmjenjivača na mrežu ili potrošače.  Mogu biti samostalne i priključene na mrežu. Samostalna rješenja u razvijenom svijetu danas čine samo oko 5% ukupnih instalacija a pored FN panela još imaju akumulatore, dvosmjerne izmjenjivače i često se kombiniraju s drugim izvorima. FN panel predstavlja samostalni element čija snaga se kreće od 50 do 300 W.  Jedan FN panel se sastoji od više kristaličnih FN ćelija ili jedne ćelije u tankom filmu.

Polja se mogu postaviti fiksno ili na pokretne mehanizme za postizanje veće proizvodnje električne energije praćenjem kretanja Sunca. Fiksno postavljanje je u pravilu pod optimalnim kutom za maksimum godišnje proizvodnje.  Pokretna rješenja mogu imati 20-30% veću proizvodnju električne energije ovisno o izvedbi (1-osni i 2-osni) i ukupnoj ozračenosti, uz veću cijenu instalacije i troškove održavanja.

Mrežni Sistem (Grid-Connected)

Mrežni sustav je priključen na javnu mrežu preko kućne instalacije. Električna energija iz fotonaponskih sustava prvotno napaja trošila u obiteljskoj kući, a višak proizvedene električne energije može se prodati u javnoj mreži. Električna mreža vrši funkciju skladištenja energije. U slučaju da fotonaponski moduli ne proizvode dovoljno električne energije, napajanje trošila nadopunjuje se preuzimanjem energije iz mreže.

Osnovni elementi mrežnog sustava:

  1. Fotonaponski moduli
  2. Montažni elementi
  3. Kablovi
  4. Spojna kutija sa zaštitnom opremom
  5. Izmjenjivač DC/AC (inverter) – solarni izmjenjivač pretvara istosmjernu struju modula u izmjeničnu, sinkroniziranu s naponom i frekvencijom mreže.
  6. Brojilo prodane i kupljene energije – Registrira proizvedenu energiju predanu u mrežu i potrošenu energiju preuzetu iz mreže.
  7. Priključak na mrežu – Sustavi su uglavnom priključeni na niskonaponsku razinu elektroenergetskog sustava.
  8. Trošila

U principu je svaka vrsta ćelija pogodna za mrežni i za otočni sustav, ali za mrežni sustav se uglavnom koriste kristalne silicijske ćelije. Kod priključivanja na mrežu FN elektrana mora poštivati tehničke propise definirane od strane distribucijske tvrtke.  Propisi uglavnom zahtijevaju zaštitne mjere vezane za sigurnost i za utjecaj na rad mreže.  Pravila i standardi za priključivanje se još uvijek razvijaju i svaka zemlja (i distribucija) ima svoje specifičnosti. Iskustva u RH su u povoju i Hrvatska elektroprivreda (HEP) još uvijek razvija pristup priključivanja distribuiranih izvora.  Administrativne prepreke za dobivanje statusa povlaštenog proizvođača su sigurno veće od poteškoća za interkonekciju.

1.1. Otočni sustavi (engl. Stand-Alone-Systems ili Off-Grid)

Solarni fotonaponski (FN) sustavi koji nisu priključeni na mrežu (izolirani ili samostalni sustavi) se najčešće koriste na mjestima gdje nema elektroenergetske mreže ili gdje izgradnja električne mreže nije isplativa. Često se radi o malim naseljima i o teškim i nepristupačnim područjima s slabo razvijenom  infrastrukturom (primjer za uporabu takvih sustava mogu biti vikendice). U Hrvatskoj je primjena otočnih fotonaponskih  sustava posebno zanimljiva na  otocima ili u planinama (izolirane kuće, vikendice ili planinarski domovi). Otočni sustavi osigurava korisniku potpunu energetsku neovisnost.

Otočni fotonaponski  sustavi  mogu biti sa ili bez pohrane energije, što će ovisiti o vrsti primjene i načinu potrošnje energije, i hibridnog sustava.

Temeljne komponente samostalnoga fotonaponskog sustava:

  1. Fotonaponski moduli
  2. Solarne baterije – solarne baterije spremaju neiskorištenu energiju koju solarni moduli proizvedu tijekom dana i služe također kao izvori energije tijekom perioda kada moduli ne mogu proizvoditi (npr. po noći) ili kada ne proizvodu dovoljno energiju (npr. u maglovito vrijeme).
  3. Regulator napona – njegova glavna funkcija je zaštita baterije od prenapunjenosti i od predubokog pražnjenja. Također regulator napona ima zadatak da promjenjivi napon iz solarnog modula pretvara u kontrolirani napon kojim se pune i održavaju baterije.
  4. Izmjenjivač napona (ako trošila rade na izmjeničnu struju) – inverter pretvori energije istosmjernoga napona 12 ili 24V iz akumulatora u izmjenični napon 230V.
  5. Trošila

Hibridni sustavi

Hibridni sustavi kombiniraju solarni fotonaponski sustavi s kogeneracijom, gorivnim člancima, vjetroagregatom ili najčešće, generatorom na dizel ili biodizel gorivo (dizel agregat). Kod takvih sustava električna energija proizvedenom solarnim modulima ili drugim izvorima sustava, prvotno napaja trošila, a višak energije puni solarne akumulatore. U slučaju da uvjeti za proizvodnju električne energije nisu ispunjeni, izvor za napajanje trošila je akumulator. Samo ako niti akumulator više nema energije za napajanje trošila, generator na dizel ili biodizel gorivo se uključuje.

U principu je svaka vrsta ćelija pogodna za mrežni i za otočni sustav.

1.2. Ćelije i njihove tehnologije

1.2.1. Monokristalni solarni fotonaponski moduli

Klasični poluvodič koji se koristi za izradu solarnih ćelija je silicij. Monokristalne solarne ćelije imaju visok stupanj djelovanja (oko 16 posto), što omogućava visok prinos energije pri kompaktnim dimenzijama. Zbog spomenute karakteristike, preporučuje se njihovo korištenje za krovne instalacije, gdje se mora realizirati visoka snaga na ograničenu površinu. Moduli su najpodobniji kad je vedro vrijeme s puno sunca. Monokristalni moduli imaju i dugi vijek trajanja (više od 20 godina), ali je proizvodnja zahtjevna, stoga su moduli viših cijena. Površina monokristalnih modula je jednobojna tamna i pokazuje četverokutan oblik ćelije.

Učinkovitost (serijska produkcija): Oko 16 posto

Prosječna potrebna površina za opskrbu obiteljske kuće sa električnom energijom (5.000 kWh/a): ~ 31m2

Glavna područja upotrebe: Krovne instalacije na ograničenu površinu

1.2.2. Polikristalni solarni fotonaponski moduli

Razlika između monokristalnih i polikristalnih modula je u molekularnoj strukturi aktivnog kristala. Proizvodnja kristalnih ćelija je manje zahtjevna i stoga su moduli povoljniji od monokristalnih. Učinkovitost polikristalne ćelije je oko 15 posto, što je manje u usporedbi s monokristalnim modulima i stoga je potrebno više prostora za module. Polikristalni moduli su jednako povoljnog vijeka trajanja i područja primjene su slična kao i kod monokristalnih. Polikristalni solarni moduli su najviše korišteni i najpodobniji su kad je vedro vrijeme. Ovaj tip ćelije pruži plavičastu, mramornu sliku.

Učinkovitost (serijska produkcija): Oko 15 posto

Prosječna potrebna površina za opskrbu obiteljske kuće sa električnom energijom (5.000 kWh/a): ~ 33m2

Glavna područja upotrebe: Krovne instalacije

1.2.3. Tankoslojne ćelije

Amorfni solarni moduli

Ukoliko se koristi tanki film amorfnih silicija to se naziva amorfna ili tankoslojna ćelija. U amorfnim materijalima, položaji atoma imaju nepravilnu strukturu, a amorfne tvari imaju manju gustoću od kristala. Za razliku od kristalnih silicijskih ćelija, silicij se ne primjenjuje u tekućem stanju, nego u stanju pare. Tako debljina sloja iznosi 100 puta manje nego kod mono- ili polikristalnih ćelija, stoga su troškovi proizvodnje manji u skladu sa cijenom materijala i moduli su pogodniji. Tankoslojne ćelije imaju velik koeficijent apsorpcije plavog svjetla, pa imaju prednost u oblačnom vremenu. Nedostatak ćelija od amorfnog silicija je u njihovoj niskoj efikasnosti. Učinkovitost tankoslojnih silicijskih ćelija je oko 7 posto, što je manje u usporedbi s drugim tipovima ćelija. Tržišni udio iznosi oko 20 posto.

Amorfni solarni moduli prvenstveno se koriste kod sustava gdje je potrebna mala snaga (satovi, džepna računala) ili kao element fasade. Ovaj tip ćelije pruža homogenu sliku, jer površina je jednobojna tamnosmeđa ili crna.

Učinkovitost (serijska produkcija): Oko 7 posto

Prosječna potrebna površina za opskrbu obiteljske kuće sa električnom energijom (5.000 kWh/a): ~ 71m2

Glavna područja upotrebe: Element fasade, satovi, džepna računala

1.2.4. Ćelije visoke učinkovitosti

HIT ćelije

HIT (heterospoj s ultratankim slojem bez primjesa) ćelije su visoke učinkovitosti i tehnologija predstavlja tanki amorfni sloj monokristalinskog silicija na obje strane ploče. HIT ćelija ima širok svjetlosni spektar, stoga proizvodi i u direktnom ali također i u difuznom svijetlu i tako omogućava učinkovitosti i do 21%, čak pri visokim temperaturama. Njihova mana je ta da su moduli skuplji od drugih. Zbog karakteristike HIT ćelije, preporučuje se njihova upotreba na stambenim zgradama, gdje se mora realizirati visoka snaga na ograničenu površinu.

Učinkovitost(serijska produkcija): Oko 16,8 posto

Prosječna potrebna površina za opskrbu obiteljske kuće sa električnom energijom (5.000 kWh/a): ~ 30m2

Glavna područja upotrebe: Instalacije na stambenim zgradama na ograničenu površinu

LGBC (Laser Groove Buried Contact) ćelije (također zvane Saturn-ćelije)

Kao HIT ćelije su i Saturn-ćelije od visoke učinkovitosti i pripadaju monokristalnim-ćelijama. Povećana površina ploče ima piramidalan oblik, stoga se smanjuje refleksija svjetlosti. Saturn-ćelije su posebno učinkovite u jutarnjim i večernjim satima. Koncept Saturnih-ćelija je izumila firma BP Solar, koja i dalje razvija tehnologiju.

Učinkovitost (serijska proizvodnja): 15,5 posto

Prosječna potrebna površina za opskrbu obiteljske kuće sa električnom energijom (5.000 kWh/a): ~32m2

Glavna područja upotrebe: Krovne instalacije na ograničenu površinu

Cijena:

460,00 kn