Solarni paneli postaju sve perspektivniji alternativni izvor energije, što će zasigurno predstavljati važan temelj za napredak u korištenju obnovljivih izvora energije u sljedećem tisućljeću. Solarni sustavi i snaga fotonaponske energije radikalno će promijeniti način na koji proizvodimo i percipiramo energiju, kako u industriji, tako i u kućanstvima. Ali što je točno fotonaponska energija, što su solarni paneli kako uopće funkcionira solarna elektrana?
Snaga sunca, obnovljivog izvora energije
Obnovljivi izvori energije svi su oni prirodni resursi koji se mogu dobiti iz stalnih prirodnih procesa i njihovim korištenjem ne iscrpljujemo prirodu jer se u prirodi brzo obnavljaju.
Budući da se naše energetske potrebe naglo povećavaju s razvojem, povećanjem standarda i novim tehnologijama te je iz godine u godinu trebamo sve više, a neobnovljivih izvora energije ima sve manje. Korištenje obnovljivih izvora energije tako postaje važan strateški cilj u Europi i kod nas.
Solarna energija, odnosno energija sunca, također je jedan od važnih obnovljivih izvora energije.
Što je fotonaponska energija?
Sunce šalje sunčevu energiju na Zemlju kroz sunčeve zrake, što se najlakše opisuje gustoćom svjetlosnog toka. Spektar sunčeva zračenja sastoji se od triju dijelova:
- ultraljubičastog svjetla,
- vidljivog svjetla,
- infracrvenog svjetla.
Ultraljubičasti dio svjetla čini samo 9 %, vidljivi dio 41,5 %, a infracrveni dio čak 49,5 % solarne energije.
Snaga sunčevih zraka, bilo ultraljubičastih, vidljivih ili infracrvenih, prikuplja se pomoću fotonaponskih sustava. To je proces u kojem svjetlost stvara fotoelektrični učinak zbog fotonskog učinka, pri čemu se sunčevo zračenje izravno pretvara u istosmjernu struju pomoću solarnih ćelija.
Kako funkcioniraju solarne ćelije?
Solarni članci su tehnološki napredni uređaji kojima je potrebna samo dovoljno velika gustoća svjetlosnog toka za proizvodnju električne energije. Solarni su članci poluvodičke diode s velikom površinom, a u njima se pomoću difuznog i izravnog sunčeva zračenja u fotonaponskom procesu svjetlost pretvara u električnu energiju.
Naravno, svjetlosna energija ne teče kontinuirano cijelo vrijeme, već u tzv. kvantima svjetlosnih valova.
Kako su sastavljeni solarne ćelije?
Ako smo upoznati sa sastavom solarnih ćelija, njegov rad također neće biti tako kompliciran i teško razumljiv.
Solarni članak sastoji se od šest slojeva:
- Gornji je sloj staklena ploča koja štiti ostale slojeve članka od mehaničkih utjecaja.
- Sljedeći je sloj antirefleksni sloj koji postiže manju refleksiju svjetlosti i time povećava učinkovitost.
- Treći je sloj kontaktna mreža izrađena od dobrog vodiča. Njegov je zadatak skupljati elektrone.
- Nakon toga slijedi takozvani P-sloj, poluvodič koji se dobiva dodavanjem smjese u čisti silicijski kristal.
- Odmah iza njega je N-sloj, druga vrsta poluvodiča, koji se dobiva dodavanjem smjese trovalentnih elemenata u čisti silicijski kristal ili dopiranjem čistog silicija arsenom. Germanij i silicij tipični su predstavnici poluvodiča koji se najčešće koriste u elektronici. Oba sloja predstavljaju svojevrsni barijerni sloj, a to je vodljivi elektron ili generator napona koji pretvara svjetlost u električnu energiju.
- Posljednji je sloj solarnog članka zaštitni metalni sloj koji služi kao vodič električne struje.
Solarni paneli
Pojedini solarni članak ima napon od samo oko 0,5 V, što je premalo za korištenje, stoga su solarni članci međusobno povezani u module. Tako se tvore fotonaponski moduli koji se nazivaju i solarni moduli ili solarni paneli.
Spajanje solarnih članaka u fotonaponske panele može biti usporedno ili uzastopno. Kada su solarni moduli spojeni uzastopno, to će povećati napon, a kada su spojeni usporedno, to će povećati snagu. U pojedinom solarnom modulu obično se nalazi 60 međusobno povezanih solarnih članaka nazivnog napona 32 V.
Vrste solarnih panela
Najčešće se koriste monokristalni moduli i polikristalni solarni moduli, rijetko i amorfni moduli.
- Monokristalni moduli sastoje se od monokristalnih solarnih ćelija koje pretvaraju 25 % solarne energije u električnu energiju. Oni pružaju najveću
- učinkovitost među sva tri fotonaponska modula, ali su i najskuplji. Monokristalni solarni članci su kruti, što znači da se takav modul ne može prilagoditi površini na kojoj je instaliran.
- Polikristalni moduli sastoje se od polikristalnih solarnih ćelija koji pretvaraju 20 % solarne energije u električnu energiju. Polikristalni moduli imaju nešto manju učinkovitost u usporedbi s monokristalnim fotonaponskim modulima, ali su jeftiniji. Baš kao i monokristalni moduli, polikristalni se moduli ne mogu prilagođavati površini.
- Amorfni moduli su najjeftiniji među sva tri, ali su i najmanje učinkoviti (samo 6 do 8 %). Međutim, amorfne solarne ćelije su fleksibilne, što znači da su manje osjetljive na sjenu od kristalnih modula. Još jedan nedostatak amorfnih solarnih modula je da oni najbrže stare: monokristalni i polikristalni moduli gube oko 0,5 % snage godišnje zbog degradacije, a amorfni moduli još jedanput toliko, odnosno oko 1 %.
Što je solarna elektrana?
Veći sustavi solarnih panela mogu se međusobno povezati u elektroenergetsku mrežu koja emitira proizvedenu električnu energiju i djeluje kao solarna elektrana.
Solarne elektrane smatraju se jednim od najčišćih i ekološki prihvatljivih načina proizvodnje električne energije, a cijeli sustav radi potpuno automatski. Automatski se uključuje ujutro kada ima dovoljno svjetla za rad, a izmjenjivač se sinkronizira s električnom mrežom i emitira električnu energiju do zalaska sunca.
Prilikom odabira solarne elektrane moramo znati koje potrošače namjeravamo napajati solarnom energijom. Također je važno odrediti koliko će sati dnevno odabrani potrošač koristiti solarnu energiju. Odabrani fotonaponski moduli moraju osigurati dovoljno električne energije od sunca za nesmetan rad svih potrošača. Izračun potrebne snage odabranog solarnog panela nesumnjivo ovisi i o učinkovitosti, a učinkovitost uvelike ovisi o tehnologiji u kojoj se izrađuju solarni paneli.
Što je izmjenjivač i čemu služi?
Mrežni izmjenjivači središnji su dio bilo kojeg solarnog sustava ili solarnog strujnog uređaja. U procesu fotonaponske energije solarni paneli generiraju istosmjernu struju, a zadatak izmjenjivača je pretvoriti istosmjernu struju u dvosmjernu struju.
Većina izmjenjivača na tržištu već ispunjava sve tehničke uvjete za priključenje solarnog uređaja na javnu elektroenergetsku mrežu.
Hibridni izmjenjivač može se spojiti na mrežu, ali može raditi i potpuno samostalno. Na hibridnom izmjenjivaču možete sami postaviti prioritete izvora energije:
- prvi je prioritet električna energija iz solarnih panela, koja izravno napaja potrošače,
- druga je opcija, za slučajeve kada je spomenuta električna energija nedovoljna, napajanje iz pohranjene zalihe u bateriji,
- treća je opcija, kada ponestane solarne energije (na primjer, tijekom dugog razdoblja lošeg vremena), da se hibridni izmjenjivač automatski prebacuje na mrežu drugog izvora električne energije.
Solarna elektrana također na vašem krovu
Uz solarnu elektranu dobit ćete vlastiti izvor električne energije s predviđenim vijekom trajanja od 30 godina.
U Petrolu ekološki prihvatljivu odluku nagrađujemo nadzorom i pouzdanim održavanjem. Projekt izvodimo prema načelu ključ u ruke i također sređujemo svu potrebnu dokumentaciju.
Jeste li za? Provjerite je li vaš krov prikladan za postavljanje vlastite solarne elektrane.