Moduły Fotowoltaiczne

Jednym z podstawowych źródeł energii odnawialnej, możliwym do wykorzystania, jest Słońce. W praktyce wszystkie źródła energii odnawialnej opierają się o energię słoneczną. Dzięki Słońcu występują na naszej planecie takie zjawiska pogodowe jak deszcz (rzeki) i wiatr, ale tylko fotoogniwa zamieniają bezpośrednio energię słoneczną w elektryczną.

Fotoogniwa wytwarzają prąd elektryczny dzięki promieniom słonecznym (fotonom) padającym na powierzchnię absorpcyjną panelu. Ze względu na brak elementów mechanicznych fotoogniwa są bardzo niezawodne i proste w montażu. Fotoogniwa występują samodzielnie w postaci pojedynczych paneli lub w zespołach nawet po kilkaset sztuk. Buduje się z nich farmy słoneczne po kilkanaście, kilkadziesiąt kilowatów mocy.

Fotoogniwa mogą być mocowane na urządzeniach podążających za słońcem (tzw. trackery). Niestety w naszych warunkach trackery nie bardzo się sprawdzają. Wzrost efektywności fotoogniw jest nieadekwatny do kosztów trackera. Ze względu na oblodzenie jakie występuje zimą trackery ulegają uszkodzeniu. Ponadto w czasie stosunkowo krótkich dni ilość prądu jaką pochłania obsługa trackera może nie pokryć energii uzyskanej z fotoogniwa. Dlatego zalecamy raczej zwiększenie ilości fotoogniw bez stosowania dodatkowych elementów mechanicznych niż stosowanie urządzeń podążających za słońcem.

Ogniwa fotowoltaiczne (fotoelektryczne) składają się z pojedynczych cel elektrycznych. Grupy cel łączy się w baterie słoneczne a grupy baterii słonecznych połączone są w panele słoneczne.

Elektronika

Żadne urządzenie elektryczne bez sterowania nie mogło by sprawnie pracować. Dlatego do naszych zestawów elektrowni wiatrowych i słonecznych należy dobrać odpowiednie urządzenia kontrolujące ich pracę.

Podstawowymi urządzeniami elektronicznymi do elektrowni są regulatory ładowania zwane też kontrolerami. Regulatory najczęściej służą do ładowania akumulatorów. Bardziej zaawansowane sterują pracą całej elektrowni oraz podłączonych do niej odbiorników. Są to tak zwane kontrolery dedykowane. Niektóre regulatory ładowania są wyposażone w dodatkowe funkcje takie jak możliwość podbijania napięcia wytwarzanego przez generator w celu ładowania akumulatorów nawet przy słabym wietrze.

Kolejnym urządzeniem elektronicznym jest przetwornica. Przetwornice mogą byc jednio fazowe lub trójfazowe. Ich zadaniem jest zamiana prądu stałego DC na prąd zmienny AC zgodny z napięciem w sieci energetycznej. W przypadku przetwornic o niewielkiej mocy spotyka się urządzenia zintegrowane z kontrolerem. My nazywamy te urządzenia inwerterami a na rynku znane są też jako kombajny. Przetwornice jako urządzenia wyspowe (niezależne od zewnętrznej sieci) działają autonomicznie. Przetwornice takie mogą być wyposażone w przełącznik źródła zasilania: akumulatory-sieć energetyczna. Taki przełącznik występuje pod nazwą Power Switch lub Bypass. Zupełnie inaczej przetwornice on-grid wpina się bezpośrednio do sieci energetycznej w celu synchronizacji źródeł.

Osobną grupą są sterowniki grzałek. Często występują jako zespolone z kontrolerem ładowania ale te zwykle nie spełniają wszystkich norm bezpieczeństwa. Dzieje się tak dlatego, że nie uwzględniają one wszystkich sytuacji jakie mogą wystąpić: awaria grzałki, zagotowanie wody itp. Urządzenia takie najczęściej występują w postaci kaskadowych grzałek.

Elektrownie wiatrowe i słoneczne mogą służyć jako dodatkowe źródło energii, które w pewnym stopniu pozwala uniezależnić się od sieci lokalnego dystrybutora energii elektrycznej. Najlepiej sprawdzają się jako zasilanie domów „niskoenergetycznych” – bardzo dobrze ocieplonych, które potrzebują małej ilości prądu. Elektrownie wiatrowe i słoneczne stają się coraz bardziej popularne, a zainteresowanie nimi może w przyszłości jeszcze wzrosnąć, bo do prawa polskiego wprowadzana jest obecnie Dyrektywa Unii Europejskiej nr 2002/91/WE, według której w budynkach nowych oraz starych – gruntownie remontowanych – projektant będzie musiał uwzględnić w dokumentacji budynku zastosowanie energii pochodzącej z odnawialnych źródeł energii (OZE). Ponieważ elektrownie wiatrowe i słoneczne mogą działać praktycznie wszędzie, świetnie nadają się do spełnienia tego warunku.