Zastosowanie fotowoltaiki jako całkowicie bezemisyjnej i tym samym neutralnej dla środowiska naturalnego technologii wytwarzania energii jest dziś w pełni wdrożonym w życie symbolem oszczędności, ekologii i nowoczesności.
6 minut
Udostępnij
Zastosowanie fotowoltaiki jako całkowicie bezemisyjnej i tym samym neutralnej dla środowiska naturalnego technologii wytwarzania energii jest dziś w pełni wdrożonym w życie symbolem oszczędności, ekologii i nowoczesności. Szczególnie ta ostatnia, czyli nowoczesność nie powiedziała jeszcze ostatniego słowa, bo myśl technologiczna związana z produkcją prądu za pomocą słońca sukcesywnie się przecież rozwija. Jeszcze nie do końca wiadomo, ile tak naprawdę możemy w tej kwestii osiągnąć, choć wiadomo, że bardzo dużo i znacznie więcej niż osiągnęliśmy obecnie. Słońce świeci dla wszystkich i jest w stanie zapewnić niespożyte ilości energii na potrzeby cywilizacji.
Co to jest fotowoltaika?
Fotowoltaika to pozyskiwanie energii elektrycznej wprost z odnawialnego i ekologicznego źródła energii jakim jest Słońce. Do tego celu wykorzystuje się tzw. zjawisko fotowoltaiczne. Prace nad pozyskiwaniem taniego zasilania w ten właśnie sposób rozpoczęto już w XIX wieku, ale dopiero pierwszy duży kryzys lat 70. Ubiegłego stulecia przywrócił na dobre zainteresowanie tą właśnie technologią. Do Polski zawitała ona po kolejnych kilkudziesięciu latach na początku nowego stulecia. Cieszy się popularnością i jest przyszłością energetyki w naszym kraju obok chętnie wykorzystywanych elektrowni wiatrowych.
Co to jest zjawisko fotowoltaiczne? Promienie słoneczne oświetlają fotowoltaiczne ogniwa, a konkretnie zawarte w nich półprzewodniki – najczęściej są to kryształy krzemu. Strumień fotonów zderza się z elektronami krzemu, co daje początek efektowi fotowoltaicznemu. A konkretnie foton wchodzi w stan wzbudzenia i w atomie krzemu i powstaje tzw. dziura elektronowa.
Elektrony w półprzewodniku poruszają się w przeciwną stronę do powstałych dziur elektronowych. To właśnie w tym momencie dochodzi do produkcji stałego prądu elektrycznego.
Jak działa fotowoltaika?
Ten prąd stały musi zostać przekształcony na zmienny, aby mógł zasilać znakomitą większość urządzeń elektrycznych. Dlatego wytworzony prąd stały jest kierowany do falownika, gdzie transformuje się go właśnie w prąd zmienny za sprawą wzbudzenia stosownego ruchu elektronów. Kiedy prąd zmienny opuszcza falownik zwany również inwerterem w pierwszej kolejności kierowany jest do sieci elektrycznej prosumenta. Gdy produkcja prądu przewyższa potrzeby tej sieci, nadwyżki kierowane są do sieci energetycznej i/lub magazynów energii. Po nadwyżki w akumulatorach system fotowoltaiczny sięga z łatwością w momencie niedoborów w produkcji prądu lub po zmierzchu. W starym systemie opustów takim swoistym magazynem była również sieć energetyczna. System net-billing wprowadził jednak już rozliczenia kwotowe i prosumenci tak jak pozostali kupują prąd z sieci energetycznej, jeśli zachodzi taka potrzeba. Tyle, że dzięki dostarczonym do niej nadwyżką są w stanie zbilansować kwotę swych należności w taki sposób, aby ich rachunki były niskie, a należności za same wykorzystane kWh równe zero.
Korzyści z zastosowania fotowoltaiki
I to jest właśnie największa korzyść z fotowoltaiki. Odciążenie kieszeni i portfela prosumenta. Największa, ale rzecz jasna nie jedyna. Zastosowanie fotowoltaiki to również rezygnacja z paliw kopalnych i zmniejszenie śladu węglowego, emisji CO2 oraz pyłów zawieszonych do atmosfery, co przekłada się na redukcję niebezpiecznego efektu cieplarnianego. A to przecież nie wszystko, bo trudno nie wspomnieć o tym, że przekłada się to na lepszy stan zdrowia oraz ogólny dobrostan ludzi.
Oszczędność na rachunkach za prąd
Bez względu na to czy ktoś rozlicza fotowoltaikę w systemie net-meteringu czy net-billingu jego oszczędności w 2023 roku sięgną nadal nawet kilku tysięcy złotych rocznie i tym samym inwestycja w fotowoltaikę zwróci się maksymalnie w ciągu kilkunastu lat.
Nawet uwzględniając limit 2000 kWh rocznie po gwarantowanej cenie właściciele gospodarstw domowych o zużyciu 4000 kWh mogą zapłacić do 5000 złotych rocznie bez fotowoltaiki. „Starzy” prosumenci rozliczający się według zasad net-meteringu zapłacą jakieś kilkaset złotych, zapewne jakieś 350. A ci prosumenci, którzy korzystają już z net-billingu, z fotowoltaiką 4 kWp nie zapłacą zapewne więcej niż 1800 złotych. A co najważniejsze mogą powiększać jeszcze ten zysk i obniżać rachunki stawiając na magazyny energii i autokonsumpcję.
Ekologiczne rozwiązania
To najważniejsze dziś ekologiczne rozwiązania, które niesie ze sobą fotowoltaika. Wbrew czarnym prognozom nie straciła ona na opłacalności w wyniku zmiany sposobu rozliczeń prosumenta z zakładem energetycznym. Dziś magazyny energii i zmaksymalizowana możliwość autokonsumpcji dają prosumentom jeszcze większą niezależność energetyczną. Możliwość stosowania nowocześniejszych technologii w: prywatnym transporcie, ogrzewaniu pomieszczeń i ciepłej wody użytkowej czy ochronie i zarządzaniu nieruchomością. Mamy tu na myśli przede wszystkim inteligentne domy.
Niezależność energetyczna
To obecnie nie tylko niskie opłaty za energię elektryczną, ale też większe bezpieczeństwo energetyczne gospodarstw domowych, przedsiębiorstw czy instytucji publicznych w przypadku planowanych bądź nieplanowanych wyłączeń prądu.
Montaż paneli fotowoltaicznych - krok po kroku
Montaż paneli fotowoltaicznych składa się z kilku etapów. Żadnego z nich nie można pominąć. Każdy z nich powinien być przeprowadzony starannie, a co najbardziej istotne w zgodzie ze sztuką montażu instalacji elektrycznych. Niezbędne jest tutaj uwzględnienie zabezpieczenia przeciwprzeciążeniowe oraz przeciwprzepięciowe.
Jakiekolwiek nieprawidłowości mogą stać się źródłem awarii, a nawet nieprzewidywalnego w skutkach pożaru. Najczęściej popełniane błędy to:
- nieprawidłowo rozłożenie okablowania;
- niezwykle groźna podczas burz pętla indukcyjna między połączeniami DC oraz między przewodami DC i uziemieniem;
- niewłaściwy system montażowy;
- brak przerw technicznych oraz dobrze wykonanej wentylacji;
- uszkodzenia w pokryciu dachowym.
Pierwszy etap przygotowawczy polega na wykonaniu konstrukcji wsporczej. Haki i śruby powinny zostać starannie umocowane w celu uniknięcia uszkodzeń lub co gorsza samej instalacji PV.
Drugi etap polega na rozłożeniu okablowania. Kable rozkłada się w stosownych osłonach nim położone zostaną na nich moduły fotowoltaiczne. Uwaga! Nie należy łączyć wtyczek i gniazd DC od różnych producentów.
Trzecim etapem jest montaż falownika. Musi pozostać on zadaszony.
Czwartym etapem jest montaż samych paneli PV, które pod najlepszym kątem, czyli najczęściej jest to 30-40 stopni. Należy zadbać o właściwą dylatację i tym samym wentylację modułów. Ich przegrzanie to spadek mocy i mniejsza produkcja prądu oraz zyski.
W kolejnym kroku podłącza się instalację fotowoltaiczną do sieci. Fakt ten należy zgłosić rzecz jasna do miejscowego operatora, który podpisze z prosumentem stosowną umowę i przede wszystkim zainstaluje niezbędny przy fotowoltaice licznik dwukierunkowy.
Po jego podłączeniu nie pozostaje nic innego jak sprawdzić działanie całego systemu i zacząć eksploatować własną elektrownię słoneczną.
Przykładowe zastosowania:
Ładowanie akumulatorów panelami słonecznymi
Dzięki modułom fotowoltaicznym możliwe jest ładowanie różnych rodzajów baterii – z elektrolitem żelowym bądź ciekłym, a także akumulatorów AGM. Aby to zrobić, należy połączyć panele słoneczne z regulatorem, a następnie z samymi akumulatorami.
Fotowoltaika w kamperze i przyczepie kempingowej
Coraz bardziej popularnym wyborem stają się panele elastyczne, które można montować na przyczepach czy kamperach. Dzięki temu możliwe jest zasilanie urządzeń znajdujących się wewnątrz pojazdu przez energię elektryczną pozyskiwaną ze słońca.
Zasilanie oświetlenia w ogrodzie
Odpowiednio dobrane oświetlenie ma ogromne znaczenie dla wyglądu ogrodu. Aby utrzymać niski wpływ na środowisko naturalne, warto zasilić lampy fotowoltaiką. Nowoczesne systemy mogą być dodatkowo wyposażone w funkcje takie jak czujnik zmierzchu czy timery regulujące długość świecenia.
Oświetlenie reklam
Banery reklamowe czy tablice informacyjne mogą być słabo widoczne nocą lub w mniej słonecznych porach roku. Dzięki fotowoltaice można bez problemu zadbać o dostateczny poziom oświetlenia – takie rozwiązanie pomoże trafić z ofertą do klientów, a jednocześnie ograniczyć koszty w długoterminowej perspektywie i zadbać o ekologię.
Zasilanie alarmu antywłamaniowego
Fotowoltaika może być wykorzystywana m.in. do zasilania systemów monitoringu czy alarmów antywłamaniowych. Dzięki temu można zapewnić sobie wysoki poziom bezpieczeństwa, bezprzewodowy dostęp do systemu kamer oraz redukcję kosztów związanych z ochroną.
Zasilanie domku holenderskiego
Tego typu budynki mogą być problematyczne pod względem przyłączenia do sieci energetycznej. Aby zapewnić sobie stały dostęp do prądu, wystarczy zainwestować w fotowoltaikę – to nie tylko świetne rozwiązanie pod względem kosztów, lecz także gwarancja niezależności.
Zastosowania w przemyśle
Energię pozyskiwaną z instalacji PV stosuje się w coraz większej liczbie gałęzi przemysłu. Na takim rozwiązaniu mogą skorzystać m.in.: fabryki części samochodowych, laboratoria farmaceutyczne czy zakłady zajmujące się produkcją żywności.
Dowiedz się:
