• Начало
  • Новини
  • Принцип на действие на фотоволтаичната система, основни елементи, видове и особености
Продукти

Принцип на действие на фотоволтаичната система, основни елементи, видове и особености

Принцип на действие на фотоволтаичната система, основни елементи, видове и особености
16 януари 2023

Принцип на действие на фотоволтаичен панел

Едва ли някой има съмнение, че слънчевите фотоволтаични панели за производство на ток са технологията на бъдещето!
Парадоксално, обаче, тази технология е всъщност доста стара и е открита през далечната 1839 г. от френския учен Хенри Бекерел, който получил електрически ток, чрез осветяване електроди, потопени в определен разтвор. Впоследствие процеса е развит и при твърди тела и довежда до създаването на т.н. Фотоелемент – полупроводников уред за преобразуване на светлинната енергия в електрическа. Фотоелементите от десетелития намират широко прилжение в електрониката, обикновено с миниатюрни размери.
Фотоелементите с по-големи размери се наричат още и слънчеви/фотоволтаични клетки и са в основата на фотоволтаичните слънчеви панели, които реално се състоят от много свързани в серия клетки.

Основният полупроводник, наложил се във времето, за изработката на слънчевите клетки и панели е силицият и реално той е много тънък лист с дебелина само няколко микрона. Отделните клетки, които виждате на снимката, са свързани по между си с тези „пътечки“.

Основни елементи на фотоволтаична система за производство на електрически тok

  • Слънчев фотоволтаичен панел
    Това е устройството, което генерира електрическата енергия, поради което често се нарича и генератор. Той може да бъде както един фотоволтаичен панел, така и свързани стотици или хиляди панели
  • Контролер
    Това е устройството, което постоянно замерва и контролира работата на фотоволтаичните панели – замерва напрежение, ток, температура и всички други важни параметри.
  • Инвертор
    Тъй като фотоволтаичните панели произвеждат прав ток (какъвто има в батериите и акумулатора на вашият автомобил), то той следва да бъде преобразуван в променлив, с който вие можете да захранвате вашите електроуреди у дома. Именно това е функцията на инвертора – преобразува произведения ток.
  • Акумулатор за съхранение на произведената енергия
    Това е един от най-скъпите елементи на тези системи, но той не е задължителен, системата може да функционира без него и всъщност огромната част от изгражданите фотоволтаични системи са без акумулатори. Ще разгледаме по-надолу различните видове и техните предимства и недостатъци.
  • Електромер
    В случаите, когато системата е хибридна и можете да ползвате и ток от електропреносната мрежа, в допълнение към произведената от вас, то електромерът измерва потребената електроенергия.
    В случаите, кото имате двупосочност и имате договор за продажба на произведената от вас електроенергия, то електромерът мери едновременно потребената външна енергия и продадената от вас произведена енергия. Според нуждите се монтира подходящ електромер.
  • Връзка с електропреносната мрежа
    Неободима е, когато искате да ползвате електроенергия от мрежата или продавате на енергийното дружество електрическа енергия.
  • Връзка с лични консуматори
    Ако искате да произвеждате електрическа енергия за домашни нужди или да захраните собствения бизнес, то следва фотоволтаичната система да е свързана с вашата електрическа мрежа.

Предимства и недостатъци на фотоволтаичните системи

Важно е да разгледаме предимствата и недостатъците, за да можете правилно да вземете решение дали и каква фотоволтаична система да инсталирате.

Предимства

  • Добивате безплатна енергия! Разбира се с цялата условност, на това, че инвестирате значителна сума пари. Теоретично, след възвръщане на първоначалната инвестиция и изплащане на разходите за поддръжка, енергията действително е безплатна.
  • Имате възможност да печелите от това – трябва да изградите подходяща фотоволтаична система и да имате съответен дотовор с вашия доставчик на електроенергия.
  • Произведената енергия е „зелена“ и екологична. Производството й не замърсява околната среда.
  • Производството е относително стабилно във времето и може да се прогнозира с значителна точност като целогодишни стойности

Недостатъци

  • Разбира се, най-големия недостатък е, че производството на електроенергия зависи от времето – при лошо и облачно време слънчевите клетки не произвеждат електрическа енергия.
  • През нощта също фотоволтаиците не произвеждат ток, поради отсъствие на светлина.
  • Друг голям недостатък е, че произведената електроенергия зависи от слънцето и обикновено производството не съвпада с консумацията. Пример – системата произвежда ток наобяд, а на вас ви трябва електричество вечерта. Това налага да се търсят решения за съхранението на енергията, които по правило са скъпи, защото налага инсталиране на много силови акумулатори. Като цяло в момента технологиите за съхранение на електроенергията не са достатъчно добре развити (висока цена и ниска ефективност), но се надяваме в близкото бъдеще технологичният прогрес да доведе до изобретяване на достатъчно евтини и надеждни батерии за съхранение на произведената енергия.

Видове фотоволтаични системи

  • Автономни фотоволтаични системи от островен тип – OFF GRID
    Основната им характеристика е, че не са свързани с електропреносната мрежа и ползват само произведена от тях електроенергия. Обикновено се използват за отдалечени места, където изобщо няма прекарана електропреносна мрежа и не е възможно захранването с електрическа енергия. Поради това, фотоволтаичната система е единствения източник – отдалечени обекти, вили, планински вили, къщи и технически съоръжения.
    Нормално тези системи включват и акумулатори за съхранение на произведената енергия, за да може тя да се използва през тъмната част на денонощието, когато фотоволтаиците не произвеждат електричество и да се подсигури непрекъсваемо подаване на електрическа енергия.
    Цената им е най-висока, поради необходимостта от закупуване и на акумулатори.
  • Мрежови фотоволтаични системи
    Това са всичките слънчеви електроцентрали – създават се единствено за продажба на произведената електрическа енергия. Основните компоненти са:
    • Фотоволтаични панели
    • Мрежов инвертор
    • Електромер

Във времето, през което има слънчево греене, панелите създават електричество, което се преобразува с инвертора и директно се подава към електропреносната мрежа.

  • Комбинирани фотоволтаични системи
    Основно се изграждат от битови или стопански потребители, където имат значителна консумация на електроенергия. Използват произведената енергия за собствени нужди, а когато и колкото имат недостиг, черпят от електропреносната мрежа.
    ВАЖНО! При спиране на собствената консумация, произвежданата енергия се губи, ако няма акумулатори за съхранението й!
  • Комбинирана фотоволтаична система с продажба на енергия
    Може да се каже, че това е системата, която взема всички най-добрите характеристики от всички фотоволтаични системи:
    • Ползвате произведената електроенергия за собствени нужди
    • При недостиг – черпите от електропреносната мрежа
    • При излишък – продавате излишното на вашия доставчик на електрическа енергия.

Макар, че тази система има всички елементи на комбинираната – фотоволтаични панели, инвертор, електромер, това което я различава е, че следва да имате отделен договор с вашия доставчик за продажба на електрическа енергия. Тоест, разликата е чисто административна, отколкото технологична.
ВАЖНО! Можете да продавате само толкова електроенергия, колкото ви е присъединената мощност. С други думи казано, ако вашата партида е 10 кВт, не можете да инсталиранте фотоволтаици с мощност 20 кВт и съответно да продавате произведената електроенергия.
По време на проучването за присъединяване заявявате колко ще бъде вашата инсталирана мощност и местното ЕРП преценява в коя точка ще може да присъедини вашата бъдеща електроцентрала.