Arkadiusz Mędrzak
Panele fotowoltaiczne stają się coraz popularniejsze. Zanim zamontujesz je w swoim domu, dowiedz się, jak działają. Jak wykorzystać promieniowanie słoneczne do produkcji energii elektrycznej?
Energia słoneczna uznawana jest za zasób odnawialny, a wszystkie rośliny korzystają z niej od miliardów lat. Jej pozyskiwanie nie ingeruje w środowisko naturalne, a dzięki nowoczesnej technologii jest łatwe i tanie. Choć panele fotowoltaiczne nie są jedynym elementem sieci, to one stanowią serce instalacji. Z ich zakupem wiąże się ponad połowa kosztów całej sieci wraz z montażem.
Jak działają panele słoneczne?
Panele fotowoltaiczne to urządzenia, które pobierają, a następnie przekształcają energię słoneczną na prąd elektryczny. Takie możliwości uzyskano dzięki zastosowaniu ogniw krzemowych. Właśnie wspomniany krzem pobiera cząsteczki fotonu i przetwarza je na elektrony. W tym procesie produkowany jest prąd stały, który następnie musi zostać przetworzony na zmienny przez falowniki.
Panele i kolektory fotowoltaiczne – podobieństwa i różnice
Część osób naprzemiennie stosuje pojęcia panele i kolektory fotowoltaiczne. Jest to błąd. Obie konstrukcje mają nieco inną zasadę działania i całkiem odmienne przeznaczenie. Łączy je tylko tyle, że korzystają z dobrodziejstwa energii słonecznej. O zasadzie działania paneli fotowoltaicznych powiedzieliśmy sobie wcześniej. W takim razie jak działają kolektory fotowoltaiczne?
Kolektory fotowoltaiczne pobierają temperaturę pochodzącą z promieni słonecznych i wykorzystują ją do ogrzewania wody. W takich konstrukcjach nie występują kosztowne i awaryjne falowniki, które mają za zadanie przetwarzanie fotonów na prąd elektryczny. Kolektory wykorzystują bowiem tylko temperaturę. Ciepło pobierane jest przez niemarznące płyny zgromadzone wewnątrz instalacji, takie jak glikol. To one przekazują energię cieplną dalej do zbiorników z wodą z reguły wykorzystywaną w kuchni i łazience. Dzięki temu w okresie od kwietnia do października praktycznie nie ponosi się kosztów ogrzewania wody. Niestety wadą tego rozwiązania jest minimalna efektywność w miesiącach zimowych i słaba żywotność.
Solary fotowoltaiczne – najważniejsze parametry
Skoro już wiesz, czym są panele solarne i w jaki sposób pobierają energię, pora przejść do wyboru najlepszego produktu. Na rodzimym rynku działa wiele firm, które zajmują się produkcją i montażem sieci fotowoltaicznych. Oferują też różne ceny swoich produktów i usług.
Nie musisz doskonale znać się na branży, żeby wiedzieć, że niska cena nie oznacza promocji, a jedynie gorsze wykonanie lub montaż. Chcesz mieć panele o znakomitych parametrach i świetnie zamontowane? Zapłacisz dużo. Nie martw się tym jednak za bardzo i nie trać energii na głęboki research rynku. Nawet jeśli wybierzesz gorszej jakości wykonawców czy akcesoria, nie oznacza to, że panele nie będą działały. Po prostu możesz otrzymywać z nich nieco mniej energii lub wymiana na nowe będzie potrzebna wcześniej.
Mimo wszystko warto znać parę cech, które pozwolą ci wybrać odpowiednie moduły fotowoltaiczne. Poniżej przedstawiam kilka, które pomogą ci wyznaczyć, jaką instalację chcesz stworzyć.
Moc paneli fotowoltaicznych
Ten parametr uznawany jest za jeden z dwóch najważniejszych dla wyboru paneli słonecznych. Określa on, jaką ilość prądu wyprodukuje dany panel. Bezpośredni wpływ na to ma liczba ogniw fotowoltaicznych, czyli krzemowych, które wchodzą w skład jednego elementu. Im więcej ich znajduje się w konstrukcji ekranu, tym większą liczbę fotonów może wyłapać instalacja jednocześnie. Co za tym idzie, panele o większych rozmiarach zawierają ich więcej, dlatego są w stanie przetworzyć liczniejsze cząsteczki fotonów na elektrony.
Nominalna moc paneli określana jest w idealnych warunkach standardowych (STC) uzyskiwanych w laboratorium. W czasie badania utrzymywana jest temperatura 25 stopni Celsjusza i moc promieni słonecznych na poziomie 1000 W/m². Przeciętna maksymalna moc, jaką generują panele PV to między 250 a 340 kW. Dzięki temu łatwo można policzyć, ile paneli będzie zawierał zestaw, który zaspokoi zapotrzebowanie na prąd twojego domu.
Sprawność paneli fotowoltaicznych
Ten parametr określa zdolność do przetwarzania promieni słonecznych na prąd elektryczny. Wyższy współczynnik pozwala wygenerować więcej energii nawet przy gorszych warunkach pogodowych. Ten parametr określany jest dla danego typu paneli fotowoltaicznych i nie zależy od wielkości tego elementu. Określa gęstość rozmieszczenia ogniw i ich sprawne działanie. W związku z tym panele o większej sprawność mają mniejsze rozmiary niż te mniej sprawne przy zachowaniu takiej samej mocy.
Wydajność przy małym nasłonecznieniu
To jeden z parametrów dodatkowych i wynikających głównie z dwóch wcześniejszych. Jednak w naszych warunkach klimatycznych może mieć ogromne znaczenie i kluczowe przy wyborze paneli. Warunki laboratoryjne zakładają naświetlenie na poziomie 1000 W/m², tymczasem w naszej szerokości geograficznej to od 200 do 600 W/m2. Dlatego podczas wyboru zwróć uwagę, żeby wydajność przy małym nasłonecznieniu (200W/m2) była w granicach 97%. Takie wartości osiągają bardzo dobre panele, które świetnie sprawdzają się w naszym klimacie.
Wśród innych parametrów, po wartościach których możesz rozróżnić panele, znajduje się tolerancja mocy czy odporność na temperaturę.
Panele słoneczne – najważniejsze problemy
Wybierając panele fotowoltaiczne, nie możesz też zapomnieć o standardowych zagrożeniach dla tych konstrukcji. Jeśli nie przewidzisz pewnych sytuacji lub wybierzesz nieodpowiednią ekipę, możesz spodziewać się niższych poborów mocy i problemów z trwałością elementów. Większość problemów wynika jednak z niedociągnięć montażowych.
Do najczęściej wymienianych wad paneli fotowoltaicznych należy nieodpowiednio dobrana moc. Problem może być dwojaki. Jeśli moc instalacji okaże się za mała, będzie ona generowała energię niewystarczającą do pokrycia potrzeb obiektu. Wówczas rozwiązaniem może być dołożenie dodatkowych paneli, jeśli na dachu znajduje się jeszcze wolne miejsce.
Druga strona problemu to zbyt duża ilość energii, która znacznie przewyższa zapotrzebowanie obiektu. Tutaj przyczyną nie muszą być błędy projektowe, a zmiana ilości mieszkańców lub inwestycja w ekonomiczne urządzenia. Choć wydaje się, że nadwyżka nigdy nie jest problemem, może generować straty dla Twojego gospodarstwa. Dzieje się tak przez umowy z operatorem, w którego instalacjach magazynujesz swoje nadwyżki. Masz dokładnie rok na to, żeby wykorzystać nadwyżki. Jeśli tego nie zrobisz, przepadają na rzecz dostawcy.
Masz do wyboru pogodzić się z tym lub zdecydować się na sprzedaż energii do operatora. Wówczas potrzebna będzie dodatkowa umowa, w ramach której otrzymasz zapłatę za nadwyżki prądu. Opłacalność takiego zabiegu jest przeciętna i ma sens przy nadwyżkach rzędu kilku tysięcy kilowatogodzin rocznie.
Wśród innych problemów można znaleźć głównie uszkodzenia mechaniczne lub zabrudzenie. Te kłopoty także wynikają głównie z problemów montażowych, ponieważ wybierana jest niewłaściwa lokalizacja. Jeśli umieścisz panele na dachu pod drzewem lub na trawniku, mogą zostać uszkodzone przez spadającą gałąź czy odpryśnięty kamień. Tymczasem dobór odpowiednich środków do mycia paneli i regularna pielęgnacja pozwolą ograniczyć ten drugi problem.
Jakie solary fotowoltaiczne wybierać?
Jak wspomniałem na początku, koszt instalacji ma kluczowe znaczenie dla jej wydajności i efektywności. Jeśli nie chcesz inwestować dużo, wybierz tańsze instalacje. Musisz się liczyć z tym, że częściej będzie pojawiała się potrzeba ich serwisowania. Nie możesz też zapominać utrzymaniu paneli PV w czystości, co ograniczy do minimum problemy z pobieraniem energii.
Potrzeba serwisu i pielęgnacji jest trudniejsza do realizacji w przypadku paneli umieszczonych na dachu. Dlatego dla gorszych sieci i paneli przygotuj miejsce na trawniku czy za domem. Jeśli zdecydujesz się na zakup paneli wysokiej jakości, bez obaw możesz umieszczać je na dachu. Nie tylko będzie tam wystarczająco dużo miejsca, ale także sporadyczna potrzeba dostępu nie będzie generowała problemu z częstym wchodzeniem na połać.
Zadbaj też o to, żeby twoje panele fotowoltaiczne montowała solidna i sprawdzona firma instalacyjna. Jak wykazałem wcześniej, wiele problemów wynika z nieodpowiedniego montażu. Przez to może dochodzić także do problemów z odkształcaniem się ekranów. Mniej doświadczone ekipy i firmy projektowe często popełniają błędy z wynikające z doboru akcesoriów. Może to prowadzić do przegrzania i awarii skrzynek przyłączeniowych.
Fotowoltaika jest przyszłością energetyki, choć już dziś znacznie zmniejsza zapotrzebowanie na energię z węgla. Panele fotowoltaiczne z pewnością okażą się jeszcze wydajniejsze i bardziej efektywne. Jednak nie warto czekać z ich zakupem, ponieważ każdego dnia rośnie liczba szkodliwych substancji, których nasza planeta nie jest już w stanie przetworzyć.
