Z jakich elementów składa się zestaw fotowoltaiczny?
Większość z nas wie, że montażu instalacji fotowoltaicznej dokonuje się, aby wyprodukować czystą, ekologiczną energię pochodzącą z promieniowania słonecznego. Choć cała konstrukcja nie wygląda na bardzo skomplikowaną, to jednak składa się ona z wielu niezbędnych elementów, których właściwy dobór wpływa bezpośrednio na funkcjonowanie naszej domowej elektrowni. Instalacja fotowoltaiczna często kojarzy się jedynie z panelami słonecznymi, znajdującymi się na dachu, które przeznaczone są do produkcji energii elektrycznej. W rzeczywistości cały zestaw to szereg połączonych urządzeń i elementów, składających się na zestaw fotowoltaiczny. Z dalszej części artykułu dowiesz się, z jakich komponentów zbudowany jest cały system fotowoltaiczny, który pozwala na wytworzenie energii.
Z czego składa się instalacja fotowoltaiczna?
W skład systemów fotowoltaicznych wchodzi wiele składowych wpływających na funkcjonalność oraz efektywność całej instalacji, do tych komponentów zalicza się:
Moduły fotowoltaiczne
Potocznie nazywane panelami fotowoltaicznymi lub słonecznymi. Są podstawowym elementem składowym całego zestawu, to one mają kontakt z promieniami słonecznymi. Elektrony położone na powierzchni modułu pochłaniają energię fotonów, a następnie są wytrącane ze swoich miejsc, co skutkuje powstaniem prądu o stałym natężeniu, czyli tak zwany prąd stały. Budowa każdego modułu opiera się na szeregowo połączonych ogniwach fotowoltaicznych. Ze względu na rodzaj ogniw fotowoltaicznych możemy podzielić na:
– ogniwa amorficzne – powstają z amorficznego krzemu. Charakteryzują się niewielką wydajnością, dlatego są najrzadziej wybierane. Bezwzględną zaletą tych paneli fotowoltaicznych jest ich niska cena
– ogniwa monokrystaliczne – powstają z monokryształu krzemu, czyli takiego, który jest w całości jednym kryształem. Osiągają one najwyższy poziom efektywności w pełnym nasłonecznieniu
– ogniwa polikrystaliczne – powstają z polikryształu krzemu, czyli takiego, który jest zlepkiem wielu monokryształów. Ten rodzaj ogniw sprawdza się najlepiej przy niewielkim zachmurzeniu
W związku z niezwykle ważną rolą warto jest wybierać te moduły fotowoltaiczne, które zapewnią wysoką sprawność przez cały okres swojej żywotności, będą odporne na działanie czynników atmosferycznych, a przy tym, pomimo niskiej awaryjności, zapewnią nam długoletnią gwarancję producencką.
Inwerter
Inaczej zwany falownikiem, jest niezbędnym elementem instalacji fotowoltaicznej. Urządzenia, z których korzystamy w domu lub pracy, są zasilane prądem zmiennym, w związku z tym w systemie fotowoltaicznym koniecznym jest zainstalowanie przyrządu, który przekształci prąd stały w prąd zmienny i to właśnie stanowi główne zadanie falownika. Ponadto monitoruje on, a także nadzoruje pracę całego systemu fotowoltaicznego. Wybór inwertera, tak jak paneli słonecznych, jest ściśle związany z zapotrzebowaniem na energię elektryczną.
Zabezpieczenia AC i DC
Są to zabezpieczenia niezbędne, w każdym zestawie fotowoltaicznym. Ogranicznik typu AC stosuje się tam, gdzie przepływa prąd zmienny, a DC dla prądu stałego. Elementy te chronią cały układ przed sprzężeniami oraz skokami napięcia.
Okablowanie
Aby z wszystkich niezbędnych elementów stworzyć całość, konieczne jest ich połączenie za pomocą odpowiednich kabli oraz przewodów. Panele słoneczne znajdują się na dachu i są narażona na działanie m.in. wody, a więc przewody solarne, którymi są połączone, muszą być solidne i wytrzymałe. Ma to także duże znaczenie w zakresie ochrony przeciwpożarowej. Dlatego decydując się na współpracę z firmą zajmującą się montażem instalacji fotowoltaicznych, warto ustalić, czy przygotowany przez nią projekt uwzględnia wszystkie elementy wymagane przez aktualne przepisy p.poż.
System montażowy
Pozwala umocować całą instalację na dachu budynku lub na gruncie. Konstrukcja jest przystosowana zarówno do dachów prostych jak i skośnych pokrytych blachodachówką, blachą trapezową czy dachówką. Na gruncie montuje się panele na konstrukcjach wolnostojących, przytwierdzonych do płyt betonowych lub wkręca się je w grunt. Wkręty stosowane do montażu są na tyle mocne, że pozwalają utrzymać ciężar paneli fotowoltaicznych przez cały okres trwania eksploatacji instalacji. Po zakończeniu montażu elementów nośnych następuje zamontowanie elementów pozycjonujących i trzymających tj. klemy czy aluminiowe listwy montażowe. Nie należy się obawiać o nieszczelność dachu spowodowaną przytwierdzeniem instalacji za pomocą wkrętów, pod warunkiem wyboru doświadczonej firmy. Podkonstrukcja od firmy Rayhold posiada gwarancję na wypadek przecieku.
Licznik dwukierunkowy
Służy do pomiaru zarówno energii pobranej jak i przesłanej do sieci. Jest niezbędny w przypadku instalacji on-grid (przyłączonej do sieci elektroenergetycznej), a jego wymiana w Polsce następuje na koszt operatora sieci.
Optymalizator – pozwalają na zwiększenie wydajności instalacji fotowoltaicznej w przypadku jej częściowego zacienienia. Jest to element dodatkowy, jednak warto zainwestować w jego posiadanie w celu zwiększenia efektywności systemu fotowoltaicznego.
System monitoringu – pozwala na pomiar wydajności instalacji PV. Dzięki temu systemowi można dowiedzieć się, z jaką mocą pracuje cała instalacja fotowoltaiczna i porównywać uzyskane informacje z warunkami atmosferycznymi oraz porą roku. Warto również monitorować do jak wysokiej temperatury nagrzeje się powierzchnia paneli fotowoltaicznych. Pozwala to na ocenę czy spadki mocy spowodowane są za wysoką temperaturą, czy nieprawidłową pracę układu. Dostęp do wiadomości uzyskuje się poprzez Internet.
Akumulator wraz z regulatorem ładowania
Służy do magazynowania nadwyżki wyprodukowanej energii elektrycznej, którą następnie można wykorzystać podczas gdy promieniowanie słoneczne jest niewystarczająca do utrzymania wysokiego poziomu produkcji energii. Element ten jest wykorzystywany w przypadku instalacji off-grid (bez przyłączenia do sieci elektroenergetycznej).
Zestaw fotowoltaiczny składa się z wyżej wymienionych elementów, gdzie każdy spełnia swoją indywidualną funkcję. Jeżeli podczas lektury powyższego artykułu nasunęły Ci się jakieś pytania, zapraszamy do kontaktu!