Фотоволтаични системи
Фотоволтаичните системи са технология за превръщането на слънчевата енергия в електричество с помощта на фотоволтаични панели. През последните години този тип зелена енергия намира все по-широко приложение, както за лично ползване, така и от бизнеса. Целта е намаляване на сметките за електроенергия, особено за предприятията. Други инвестират в изграждането на соларни паркове за продажба на електроенергия.
Фотоволтаични системи са изградени от различни компоненти – фотоволтаични панели, контролер, батерия и инвертор. Соларните
панели преобразуват слънчевата енергия в прав ток, контролерът предпазва батерията от презареждане, а от своя страна батерията съхранява заряда с прав ток, за да бъде използван през нощта или в условия с понижена слънчева светлина. Инверторът трансформира правия ток в променлив, който се използва от домакинството и съответно предприятието.
Процесът по природа е физико-химически, тъй като първият му етап е фотоелектричен ефект, след който протича електрохимичен процес, при който се генерира електрически ток.
Видове фотоволтаични панели
Фотоволтаичните панели са монокристални, поликристални и тънкослойни. Най-ефективни са монокристалните панели и съответно са по-скъпи от поликристалните, тъй като имат по-висока ефективност. Те се произвеждат от единичен кристал силиций, който се нарязва на тънки плочи.
Поликристалните панели се произвеждат от смес от кристали силиций, които се топят и изливат в плочи. Подходящи са за инсталиране в райони с повече слънце.
Тънкослойните панели се произвеждат от различни материали – аморфен силиций, кадмий телурид или халогенид. Тези соларни панели са по-леки и гъвкави от останалите, което ги прави подходящи за инсталиране на места с ограничено пространство.
Предимства на фотоволтаичните системи
По-ниски разходи за електроенергия
Неизчерпаема и възобновяема енергия
Екологично чисто производство
Независимост от други енергийни източници
Лесна поддръжка на компонентите
Недостатъци на фотоволтаичните системи
Относително висока първоначална инвестиция
Зависимост от външни фактори като метеорологичните условия
Възвръщаемостта на инвестицията изисква време
Поддръжка на компонентите
Изискват се разрешителни за изграждане на фотоволтаични системи
Видове фотоволтаични системи
Фотоволтаичните системи се делят на три подтипа: автономни, мрежови и хибридни. Когато се избира соларна система за дома е важно да се вземат предвид определени фактори за максимално ефективна работа на панелите. Един от тях е местоположението на къщата и наклона на покрива. Разположението й както и в каква посока са ориентирани скатовете на покрива са изключително важни.
Трябва да се прецени и състоянието на покрива. Фотоволтаичните системи не са тежки като конструкция, но в някои случаи е добре да се направи инженерно проучване. Изграждането на наземна соларна система е алтернатива на покривната и може да бъде добър вариант. Това обаче изисква съответното дворно пространство.
На база консумацията на енергията на домакинството/предприятието се определя и колко киловата да е соларната система. Проектирането и монтажа на фотоволтаичната система са от съществено значение и трябва да бъдат възложени на компании с опит в тази сфера. Препоръчително е да се избере фирма, която поема гаранционната работа на соларните панели на производителя, тъй като при проблем ще може много по-бързо да се реагира за решаването му.
Фотоволтаичните инсталации могат да бъдат изградени на покриви и фасади на предприятия, складове, цехове, сервизи, хотели, заведения и други обекти. Площта за монтиране зависи от мощността на соларната инсталация и мястото, на което ще се постави.
Автономни фотоволтаични системи
Тези фотоволтаични системи са изградени от фотоволтаичен панел, слънчева батерия, контролер и инвертор. Принципът на работа на този тип фотоволтаични системи е производство на електричество чрез соларните панели, след което посредством контролер се зарежда слънчевата батерия, за да се съхранява произведеното електричество. С помощта на инвертора се преобразува постоянното напрежение от батерията в променливо и се захранват нужните консуматори на ток. По този начин се получава една напълно самостоятелна система за захранване на уреди, без нуждата от електрическа мрежа. Този тип фотоволтаични системи са подходящи за задоволяване на собственото потребление за къща, вила или обект без достъп до електрическата мрежа. Фотоволтаичните системи за дома са изключително добро решение за намаляване на сметките за ток и са инвестиция с многократна възвръщаемост.
Мрежови фотоволтаични системи
Този тип фотоволтаични системи са предназначени за свързване на соларен панел директно към електрическата мрежа и отдаването на произведеното електричество директно. Те са съставени от мрежови инвертор – микроинвертор, монофазен стрингов инвертор, трифазен инвертор или централен инвертор, както и от фотоволтаични модули за ток (поликристални, монокристални, тънкослойни).
Слънчевите панели се свързват директно към инвертора, който се свързва към електрическата мрежа. Когато е налично напрежение от мрежата и слънчева енергия, соларните модули произвеждат ток. Той се преобразува от мрежовия инвертор и директно се вкарва в електрическата мрежа. Тук липсва слънчева батерия и не се съхранява произведената електроенергия.
При мрежовите фотоволтаични системи има два варианта. Единият е собственикът да консумира произведената енергия, а в моменти на излишък може да я отдава към мрежата. При втория вариант собственикът на мрежовата фотоволтаична система отдава изцяло произведеното количество ток към електропреносната мрежа, който се изкупува от съответното ЕРП или друг търговец на електроенергия.
Хибридни фотоволтаични системи
Този тип фотоволтаични системи работят в един от трите режима:
– като мрежови фотоволтаичен инвертор – вкарват произведеното електричество директно в мрежата и не използват акумулатор, и работят, когато е налична мрежа.
– като автономен соларен инвертор – в този случай се използват акумулатори, които се зареждат от соларни панели чрез вградения соларен заряден контролер в инвертора. Приоритет в този режим е енергията произведена от соларните модули. Инверторът разполага и с вход за мрежа откъдето взима допълнителното електричество за захранване на консуматорите, в случай на недостиг на ток от фотоволтаичните модули и акумулаторите.
– хибриден/комбиниран режим – в този режим на работа се използват акумулатори и мрежа, като приоритет пак остава енергията произведена от фотоволтаични модули и акумулаторите. При този режим инверторът използва по най-рационален начин енергията, произведена от панелите. Първо захранва консуматорите, ако има излишна енергия – зарежда акумулаторите, а ако те са заредени – връща енергията в мрежата.
Инсталация и поддръжка на фотоволтаични системи
Фотоволтаичните системи могат да се монтират върху покрива на сградата, на нейната фасада или на земята. В зависимост от конкретните нужди и пространство се изчислява и броят на модулите. За всеки 1000 W инсталирана мощност са необходими около 3 или 4 фотоволтаични модула. Експлоатационният срок на панелите е над 20 години.
Самото инсталиране на фотоволтаичната система се извършва от фирма, специализирана в тази дейност. Важен елемент е да се прецени правилно цената на подобна инвестиция, като се вземе предвид месечната консумация на енергия на дома или бизнеса. На тази база се прогнозира и каква инвестиция ще е нужна за изграждането на соларната инсталация.
Колко струва изграждането на фотоволтаична система
Цената за изграждане на фотоволтаична система зависи от редица фактори, като най-важният е за какъв обект се изгражда – за домакинство или бизнес сграда. Цената на изграждане и количеството произведена енергия се планират на база 1 кВт инсталирана мощност. При оптимален режим и предвид обичайното метеорологично време се приема, че 1 кВт инсталирана мощност произвежда в България на година 1300 -1350 кВт електрическа енергия.
Поддръжка на фотоволтаична система
Поддръжката и обужването са от съществено значение за продължитената ефективност на фотоволтаичните системи и осигуряване на безпроблемна работа. Това ще осигури правилната работа на съоръженията. Соларната система се нуждае от проверка от квалифициран доставчик на услуги веднъж годишно. Извършва се проверка на състоянието на панелите, както и всички кабели и връзки. При необходимост се извършва и почистване на слънчевите панели, за да се увеличи максимално тяхната ефективност, тъй като замърсяването им намалява достъпа на слънчева светлина до клетките в панелите.
