Fotowoltaika - na czym polega? System fotowoltaiczne, opłacalność

FotowoltaikaProdukcja darmowej energii elektrycznej przy wykorzystaniu światła słonecznego, to jednorazowa inwestycja, która później generuje oszczędności do portfela. Prognozy ekonomiczne przewidują rosnące ceny prądu elektrycznego ze źródeł konwencjonalnych, natomiast ceny urządzeń zamieniające energię słoneczną na energię elektryczną od wielu lat systematycznie spadają.

Dookoła pojawia się coraz więcej urządzeń z charakterystycznymi kafelkami na obudowie. Wszystkie pracują dzięki energii elektrycznej pozyskanej w drodze zjawiska fotowoltaicznego. Energia słoneczna, zamieniona na energię elektryczną, zasila całe mnóstwo niewielkich i większych sprzętów elektronicznych, urządzeń sterujących i kontrolnych, oświetla znaki drogowe i reklamy. Powszechnym widokiem są panele słoneczne na dachach domów.

Dominującym krajem europejskim, jeśli chodzi o wykorzystanie energii ze źródeł odnawialnych, w tym także Słońca, są Niemcy. Zainstalowane tam urządzenia, zamieniające energię słoneczną na prąd, generują podobną moc, co wszystkie polskie elektrownie konwencjonalne. Nasi sąsiedzi mają podobne wskaźniki nasłonecznienia co Polska. Skoro można to zrobić za zachodnią granicą, to czemu nie u nas?

Na czym polega fotowoltaika?

Zjawisko fotowoltaiczne wykorzystuje specyficzne właściwości wykonanego z krzemu półprzewodnika p-n. Fotony światła, padające na wykonaną z krzemu monokrystalicznego, polikrystalicznego lub amorficznego płytkę, wybijają z orbit elektrony i jednocześnie tworzą dziury elektronowe. Powstająca bariera potencjału, po podłączeniu do ogniwa słonecznego odbiornika, powoduje przepływ prądu elektrycznego w obwodzie. Z jednego ogniwa możliwe jest pozyskanie mocy od 1 do prawie 7 W. Sprawność ogniw sięga 15%.

Mała moc ogniwa nie jest przeszkodą, gdyż:

  • pojedyncze ogniwa słoneczne łączone są w moduły. Zasilają one urządzenia o mniejszym zużyciu energii elektrycznej;
  • połączone moduły to panel słoneczny. Trwale obudowany metalową ramą i zabezpieczony przed wpływami warunków atmosferycznych specjalną przezroczystą folią, umożliwia uzyskanie mocy do 180 W. Zestaw takich paneli wystarcza do zasilania urządzeń w domu.

Systemy fotowoltaiczne

Urządzenia fotowoltaiczne pracują w oparciu o dwa systemy:

  • System off-grid jest całkowicie samodzielny i niezależny od zewnętrznej sieci energetycznej. Do ciągłej pracy, także w momencie niskiego stopnia nasłonecznienia, potrzebuje urządzenia magazynującego wyprodukowaną energię. W tym celu używane są akumulatory kwasowo - ołowiowe lub niklowo - kadmowe. Niezbędny jest także regulator napięcia. Ten system sprawdza się wszędzie tam, gdzie doprowadzenie energii elektrycznej w inny sposób jest niemożliwe lub ekonomicznie nieopłacalne. Wykorzystywany jest do zasilania w prąd obiektów mobilnych, takich jak łodzie, kampery, przyczepy kempingowe, czy oddalone od innych zabudowań domki letniskowe. Dobrym pomysłem w takim systemie jest dysponowanie innym niezależnym źródłem prądu;
  • System on-grid współpracuje z tradycyjną siecią energetyczną i sprawdza się przy użyciu paneli słonecznych do zasilania urządzeń w domach jednorodzinnych. Wykorzystuje zewnętrzną sieć w momencie, kiedy sam wytwarza zbyt mało mocy. Może także, stosując net-metering, magazynować nadmiar energii w sieci energetycznej, by odebrać ją na przykład nocą. Dodatkowym atutem jest rozliczanie się z zakładem energetycznym. Zakład płaci za dostarczoną energię elektryczną do sieci, użytkownik za energię pobraną. Efektem są niższe a nawet zerowe rachunki za prąd.

Budowa własnej elektrowni słonecznej

Widoczne na dachach panele słoneczne to nie jedyne elementy sprawnej instalacji fotowoltaicznej. Otrzymywane z nich napięcie to jedynie 12 V, w dodatku jest to prąd stały. Należy dostosować go do sprzętu elektrycznego w domu.

  • Falownik, czyli inwerter - zamienia prąd stały o niskim napięciu na prąd przemienny o napięciu 230V i częstotliwości 50Hz. Taki, jaki płynie w gniazdkach w domu.
  • Akumulator magazynuje wyprodukowaną energię elektryczną. Może być użyty w obydwu systemach, na pewno konieczny będzie w przypadku, kiedy nasza instalacja fotowoltaiczna nie będzie współpracować z siecią energetyczną.
  • Regulator ładowania akumulatora - bez niego współpraca paneli słonecznych i akumulatora skończy się szybkim zużyciem tego ostatniego. Zabezpiecza akumulator przed zbyt głębokim rozładowaniem a także przed zbyt szybkim i wysokim stopniem jego naładowania.

Istotne jest także miejsce instalacji paneli słonecznych. Montuje się je na dachu, elewacji na nawet w przydomowych trawnikach. Miejsce musi być miejsce intensywnie nasłonecznione. Nawet niewielkie zacienienie lub zły kąt ustawienia paneli w stosunku do światła słonecznego powoduje spadek wydajności nawet o połowę.

Domowe elektrownie słoneczne o małej mocy nie wymagają specjalnych pozwoleń na budowę.

Opłacalność instalacji fotowoltaicznej

Założenie instalacji fotowoltaicznej w domu, która zabezpieczy pełne zapotrzebowanie gospodarstwa domowego na energię elektryczną, to koszt od kilkunastu do kilkudziesięciu tysięcy złotych, w zależności od rodzaju paneli i marki urządzeń dodatkowych. Szacowany czas pracy wynosi około 20-30 lat, instalacja praktycznie nie wymaga obsługi i oprócz generowania bezpośrednich zysków do portfela użytkownika chroni środowisko naturalne. Eksperci różnie szacują czas, kiedy wydatek zacznie przynosić zyski. Okres ten waha się od kilku do nawet kilkunastu lat.

Perspektywy rozwojowe tego źródła energii napawają optymizmem. Cały czas prowadzone są badania nad zwiększeniem sprawności paneli fotowoltaicznych i obniżeniem ich kosztów produkcji. Duże naciski na ochronę czystego powietrza rokują także pozytywnie na możliwość tworzenia programów rządowych wspierających energię odnawialną ze słońca.



Zobacz podobne:
Rodzina, a nasze życie

RodzinaCzym jest rodzina? Najprościej rzecz ujmując jest to wspólnota, którą łączą miłość, wzajemne wsparcie i pomoc w każdej chwili. Rodzina to ludzie, któ

Skup nieruchomości - domów, mieszkań pod wynajem

Skup nieruchomościSkup nieruchomości pod wynajem Wielu zamożnych ludzi w naszym kraju,

Nie pozwól sobie na zastój - kursy, szkolenia, warsztaty

Kursy, szkolenia, warsztatyOsiągnięcie sukcesu jest marzeniem wielu osób. Jednak jak wiadomo, nie ma nic za darmo. W każde działanie należy włożyć cho