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.
