FOTOWOLTAIKA

Choć koszty wytworzenia energii ze Słońca nadal przewyższają koszty pozyskiwania energii ze źródeł „tradycyjnych”, to jednak fotowoltaika przeżywa obecnie dynamiczny rozwój. Wynika to nie tylko z powszechności występowania promieniowania słonecznego, ale i wzrostu znaczenia ekologicznych aspektów pozyskiwania energii.  Energia promieni słonecznych to tani sposób pozyskiwania energii elektrycznej, który nie szkodząc środowisku naturalnemu, znacznie obniża koszty związane z zapotrzebowaniem na prąd elektryczny.

Fotowoltaika pomaga zasilać w energię elektryczną domy jednorodzinne i obiekty przemysłowe, punkty oświetleniowe (przydomowe, uliczne, parkingowe), systemy używane w monitoringu, układy grzewcze i rejestratory. Dzięki fotowoltaice możliwe jest także ładowanie akumulatorów w urządzeniach przenośnych, czy środkach transportu. Coraz powszechniej wykorzystuje się ją w gadżetach oraz do zasilania małych urządzeń. W budownictwie dąży się do integracji systemów PV z budynkiem. Pojawiają się dachówki fotowoltaiczne, markizy czy transparentne moduły wykorzystywane w zadaszeniach.

Fotowoltaika (w skrócie PV)
oznacza elektryczność wytworzoną z promieniowania słonecznego. Jej początki sięgają XIX w, kiedy Antoine Cesar Becquerel zaobserwował efekt powstawania siły elektromotorycznej pod wpływem promieniowania słonecznego. Zjawisko długo pozostawało niewyjaśnione, aż do roku 1905, w którym efekt fotoelektryczny opisał szerzej Albert Einstein. Pierwsze ogniwo fotowoltaiczne datuje się na rok 1883. Było wykonane z półprzewodnikowego selenu z cienką warstwą złota i pomimo jego niewielkiej sprawności (1%), był to znaczący krok dla rozwoju technologii solarnej. Moduły, którymi dysponujemy dzisiaj, są o niebo lepsze od tych sprzed blisko 150 lat! Spełniają najwyższe wymogi jakościowe, odznaczają się wysoką sprawnością i długą gwarancją.

 

Co wchodzi w skład instalacji PV?

Aby można było skorzystać z prądu wytworzonego przez panel fotowoltaiczny, potrzebny jest falownik (inwerter), regulator ładowania, przetwornica oraz akumulatory (w zależności od zastosowanego systemu).
Moduły fotowoltaiczne
To najważniejszy element systemu PV. Moduły są zbudowane z ogniw, wykonanych z krzemu poli- lub monokrystalicznego, a połączone w jeden panel pokrywają zapotrzebowanie na czystą energię przez większość roku.
Oferowane przez nas moduły odznaczają się wysoką odpornością na czynniki mechaniczne i atmosferyczne, wysoką jakością i sprawnością energetyczną oraz długotrwałą żywotnością. Innowacyjna rama modułów umożliwia różne sposoby mocowania. Parametry techniczne modułów fotowoltaicznych KIOTO przewyższają wszystkie normy jakościowe rynków europejskich i są produkowane wyłącznie w Europie na najnowocześniejszych liniach produkcyjnych.
System montażowy
System obejmuje m.in. konstrukcje nośne, szyny montażowe, uchwyty dachowe itp. Ich dobór jest uzależniony od rodzaju systemu fotowoltaicznego oraz wynika z warunków zabudowy.
Inwerter
Przekształca energię elektryczną prądu stałego, pochodzącą z modułów fotowoltaicznych (lub zmagazynowaną w akumulatorach) na energię elektryczną prądu przemiennego o parametrach sieciowych. Odpowiednio dobrany zapewnia bezpieczną i bezawaryjną pracę systemu.
Rodzaje instalacji z panelami fotowoltaicznymi

Istnieją dwa główne typy instalacji z panelami fotowoltaicznymi – instalacje typu on- oraz off-grid.

System typu off-grid nie jest połączony z siecią zewnętrzną i sam gromadzi energię w akumulatorach. W systemie on-grid nadwyżka lub niedobór energii są bilansowane poprzez połączenie z zewnętrzną siecią elektryczną. Z racji prostoty wykonania, jest to system najczęściej spotykany. W jego skład wchodzą panele fotowoltaiczne, inwertery oraz liczniki: do pomiaru dostawy energii elektrycznej do sieci i dwudrożny licznik energii, który pozwala rozróżnić, czy odbierany prąd pochodzi z instalacji PV czy z sieci publicznej.

System off-grid zwany również systemem autonomicznym, wyspowym lub samodzielnym, to system niepodłączony do sieci, w którym generowana przez panele energia jest magazynowana w akumulatorach. Świetnie spisuje się tam, gdzie podłączenie do sieci jest nieuzasadnione ekonomicznie, mało wydajne, niestabilne lub po prostu niemożliwe.
Oprócz paneli i inwerterów w skład systemu wchodzą również akumulatory, które magazynują przetworzoną energię. Dodatkowe elementy to regulator ładowania (kontroluje stan naładowania akumulatorów i nie dopuszcza do ich uszkodzenia poprzez całkowite rozładowanie lub przeładowanie) i przetwornica (zamieniająca napięcie stałe z baterii na niezbędne do zasilnia urządzeń użytku domowego).

W ostatnim czasie na popularności zyskują również systemy mieszane, które mogą pełnić funkcje zasilania awaryjnego lub dodatkowego źródła zasilania w przypadku zbyt małej mocy dostarczonej z sieci czy generatora. Mogą łączyć różne źródła energii: PV, turbiny wiatrowe, elektrownie wodne, co umożliwia uniezależnienie się od dostaw zewnętrznych energii.

Jak zabezpieczyć instalację PV?
Do zabezpieczenia instalacji stosuje się:

  • ochronę odgromową – przed bezpośrednim wyładowaniem piorunowym,
  • ochronę przeciwprzepięciową – przed skutkami wyładowań pośrednich oraz przepięciami wewnątrz sieci odbiorczej i zasilającej,
  • ochronę przetężeniową i zwarciową.

Zalety fotowoltaiki

  • Wytwarzanie energii elektrycznej przez elektrownię fotowoltaiczną nie powoduje powstawania szkodliwych związków CO2 czy gazów cieplarnianych.
  • Moduły fotowoltaiczne są wytrzymałe i mają długą żywotność, a ich eksploatacja jest bardzo prosta, praktycznie bezobsługowa i bezawaryjna.
  • Fotowoltaika może przyjść z pomocą wszystkim, którzy zastanawiają się, jak zaoszczędzić na energii elektrycznej. Zbudowanie domowej elektrowni słonecznej umożliwia produkcję energii elektrycznej i wykorzystywanie jej na potrzeby własne lub odsprzedaż nadwyżek energii. Dzięki temu możliwe jest uniezależnienie się od przedsiębiorstw energetycznych i wzrostów cen energii. Energia elektryczna z wykorzystaniem sił natury wytwarzana jest na miejscu jej odbioru – nie ma więc miejsca na straty w przesyle.
Czy inwestowanie w fotowoltaikę się opłaca?
Tak. Dzięki realizowanym dodatkowo systemom wsparcia i programom dotacji do zakupu paneli fotowoltaicznych inwestowanie w ogniwa fotowoltaiczne jest wysoce opłacalne.
Czy panele fotowoltaiczne mogą wspomagać ogrzewanie?
Z technicznego punktu widzenia, istnieje taka możliwość, jednak w praktyce lepiej skorzystać z urządzeń, które bezpośrednio przetwarzają energię słoneczną do celów grzewczych.

Będzie to rozwiązanie bardziej zasadne, korzystniejsze cenowo i charakteryzujące się większą sprawnością (niż konwersja na ciepło energii elektrycznej wytworzonej w modułach fotowoltaicznych).

Czy warunki geograficzne w Polsce są odpowiednie dla stosowania fotowoltaiki?
Możliwość wykorzystania energii słonecznej w Polsce, co dotyczy również kolektorów słonecznych, jest podobna do Niemiec czy Francji, w związku z położeniem na tej samej szerokości geograficznej. Roczna suma napromieniowania (energii promieniowania słonecznego, padającego na płaszczyznę poziomą o powierzchni 1 m²) wynosi w Warszawie 1025 kWh/m², w Monachium 1150 kWh/m², a w Berlinie 1000 kWh/m². Oznacza to, że z systemu o nominalnej mocy 1 kWp można w Polsce, w optymalnych warunkach uzyskać około 900–950 kWh energii elektrycznej rocznie. Różnice w nasłonecznieniu w poszczególnych regionach w Polsce są minimalne, tzn. że otrzymany uzysk z instalacji będzie wystarczający niezależnie od lokalizacji – w całej Polsce można spotkać panele fotowoltaiczne zasilające m.in. znaki drogowe czy miejskie oświetlenie.

Fotowoltaika na świecie

Na świecie fotowoltaika szczególnie dobrze rozwija się w Europie. W 2010 r. UE była jej największym rynkiem, a łączna wartość zainstalowanej mocy wyniosła łącznie 30 GW. Liderem mocy są Niemcy, gdzie zainstalowane ogniwa generują blisko 30 GW energii (to niewiele mniej niż moc wszystkich konwencjonalnych elektrowni w Polsce (38 000 MW).

Fotowoltaika w Polsce

Inwestycje fotowoltaiczne można realizować w praktycznie każdym miejscu, do którego dociera słońce. Możliwość wykorzystania energii słonecznej w Polsce, co dotyczy również kolektorów słonecznych, jest podobna do Niemiec czy Francji, w związku z położeniem na tej samej szerokości geograficznej.