Prąd ze słońca

W ciągu ośmiu minut nasze słońce do ziemi wysyła tyle energii, ile nasza planeta potrzebuje do wykorzystania w ciągu roku. Zatem mamy potężne źródło naturalnej energii do wykorzystania, które trzeba odebrać i odpowiednio przetworzyć na zasilanie możliwe do zagospodarowania, a także zbuforowania jego nadmiaru.

Panele fotowoltaiczne przetwarzają energię słoneczną na energię elektryczną. Dzięki fotoogniwom wykonanym z cienkich krzemowych płytek pod wpływem światła słonecznego powstaje prąd stały. Napięcie pojedynczego ogniwa jest niskie, dlatego ogniwa fotowoltaiczne łączone są w szereg (zobacz budowę modułu fotowoltaicznego).

Produkcja własnego prądu w domu

Odpowiednio wyprodukowany i działający moduł gwarantuje nam produkcję własnego prądu ze słońca w domu. Niemniej jednak, aby ten potencjał elektryczny mógł być wykorzystany, potrzeba dodatkowego urządzenia w postaci inwertera (zobacz ofertę falowników Bruk-Bet PV), który zamieni go na prąd zmienny o częstotliwości i napięciu odpowiadającemu naszej sieci elektrycznej.

Wyróżniamy głównie dwa rodzaje modułów fotowoltaicznych:

• moduły polikrystaliczne
• moduły monokrystaliczne

Oba typy modułów fotowoltaicznych wykonane są z tego samego materiału półprzewodnikowego, czyli krzemu. Różnice polegają w produkcji samych ogniw. Monokryształy wykonane są z jednego kryształu krzemu. Te ogniwa charakteryzują się wyższą efektywnością oraz bardzo wysoką żywotnością. Obecnie na rynku mamy monokryształy, których żywotność przekracza 30 lat. Natomiast polikryształy są pozyskiwane przez rozpuszczenie krzemu pod szkłem ochronnym. Następnie rozpuszczony krzem jest przelewany do kokili, w której to w odpowiedniej temperaturze zastyga. Taka struktura ogniwa ma nieco niższą efektywność od monokryształów, stąd też ich zdecydowanie niższa cena. Dlatego z punktu widzenia ekonomicznego instalacje z modułami polikrystalicznymi są zazwyczaj tańsze. Coraz więcej osób decyduje się jednak na wyższą jakość swoich instalacji i jako że ceny paneli monokrystalicznych maleją, montuje jednak monokryształy.

Panele fotowoltaiczne montuje się zwykle na dachach tam, gdzie mamy pełen dostęp światła słonecznego. Jeżeli dach jest odpowiednio spadzisty, ma ok. 350 nachylenia, to umieszcza się je bezpośrednio na powierzchni dachu. Gdy mamy do czynienia z innym nachyleniem struktury dachu, wtedy tworzy się odpowiednie konstrukcje. Solary na prąd można też montować na elewacjach, markizach, żaluzjach zewnętrznych, dachach przybudówek lub konstrukcjach naziemnych.

Solary na prąd powinny być skierowane na południe, ale mogą też być nieznacznie odchylone od tego kierunku. Alternatywnym rozwiązaniem jest np. kierunek południowo-wschodni lub południowo- zachodni. Należy również zwrócić uwagę, aby nie były ustawione w miejscach zacieniających np. inne budynki zasłaniające słońce lub drzewa.

Ile prądu można wyprodukować z paneli i jakie są koszta ?

W ciągu roku 1 KW instalacji modułów PV potrafi wyprodukować średnio około 1050- 950 KWh w Polsce. Zależy to od rodzaju paneli fotowoltaicznych, sprawności ogniw zamontowanych w panelach, a także od ilości promieniowania słonecznego, jakie na nią pada. Zatem gospodarstwo domowe mające średnio zapotrzebowanie na energię elektryczną rzędu ok. 250- 300 KWh miesięcznie, w ciągu roku zużywa ok. 3000- 3600 KWh prądu, co może mu zapewnić instalacja fotowoltaiczna o mocy 4 KWp.

Dotychczas ten temat stanowił największy problem, jeżeli chodzi o energię elektryczną wyprodukowaną z paneli fotowoltaicznych. Wielu inwestorów zadawało sobie pytania: A co zrobić z nadwyżkami energii, które zostały wyprodukowane przez moduły PV? Jak można wykorzystać wyprodukowaną energię w nocy, kiedy moduły fotowoltaiczne praktycznie nie pracują, ponieważ nie ma światła słonecznego ? To w dużej mierze hamowało rozwój fotowoltaiki, szczególnie w naszym kraju. Teraz mamy dwie metody magazynowania energii elektrycznej wytwarzanej przez panele PV i wykorzystania jej w innych porach dnia i roku.

Pierwszą z nich jest magazynowanie energii elektrycznej w bateriach solarnych przepływowych. Dotychczasowe akumulatory w postaci baterii solarnych przepływowych opierały się na związkach wanadu rozpuszczonego w żrących kwasach. Związek ten nie tylko jest drogi, ale wymaga kosztownych zabezpieczeń antykorozyjnych w zbiornikach, w których się on znajduje. To w dużej mierze wpływa na cenę takiej baterii. Ponadto wszystkie dotychczasowe technologie akumulatorowe tracą swoją zdolność do gromadzenia ładunku po kilku latach lub kilkuset cyklach. Co w gruncie rzeczy wydaje się nieopłacalną na dłuższą metę techniką gromadzenia energii elektrycznej.

Niemniej jednak Roy G. Gordon, Michael J. Aziz i ich koledzy, podeszli do baterii przepływowych z nowym spojrzeniem. Opracowali nową, chemiczną mieszaninę nietoksycznych organicznych i metalicznych komponentów dla pozytywnych i negatywnych elektrolitów. Związki składają się z elementów, które występują pod dostatkiem w ziemi. Jednym z takich związków, jest żelazo. Badacze rozpuścili te komponenty w wodzie o neutralnym pH, aby stworzyć odpowiednie elektrolity.

To było niemożliwe w przypadku podobnych komponentów opracowywanych w przeszłości, gdyż te, albo się rozpadały w neutralnej wodzie lub zwyczajnie nie chciały się rozpuścić. Teraz udało się stworzyć mieszaninę, która nie tylko jest nieżrąca, a przy okazji neutralna dla środowiska, ale też gwarantuje 14 lat eksploatacji takiej baterii. Nowa bateria solarna traci 1% swojej pojemności po ponad 1000 cyklach ładowania. To daje lepszy wynik niż w przypadku baterii litowo-jonowych. Badanie wykazały, że jeżeli bateria będzie ładowana i rozładowywana raz dziennie, to po 50000 cykli straci 50% swojej pojemności, co daje 14 lat jej użytkowania. Przy okazji jej produkcja jest znacznie tańsza niż dotychczas używane urządzenia do gromadzenia ładunków elektrycznych.

Drugą możliwość wykorzystania nadwyżki energii daje program Prosument (sprawdź również ulgi na panele fotowoltaiczne ) który pozwala na magazynowanie zielonej energii u operatora energetycznego. Program Prosument powstał w 2016 roku i dotychczas mogli skorzystać z niego inwestorzy indywidualni, których instalacje fotowoltaiczne nie przekraczały 10 KW. Prosument zakłada, że odbiorca indywidualny, który ma instalację fotowoltaiczną, staje się zarazem producentem energii elektrycznej (Prosumentem).

Nadwyżki wyprodukowanej energii może odprowadzać do sieci instalacji operatora i w ciągu roku 80% tej energii wykorzystać na potrzeby własne. Dzięki temu ma tzw. magazyn energetyczny u swojego operatora. To rozwiązanie obecnie wydaje się najlepszym sposobem na wykorzystanie zgromadzonej energii elektrycznej nocą lub w ciągu pochmurnych dni, kiedy nasza instalacja fotowoltaiczna nie wytwarza takiej ilości energii, która zaspokoi nasze potrzeby.

30 sierpnia 2019 weszła w życie ustawa, pozwalająca skorzystać z takiej możliwości również firmom. Wszelkiego rodzaju działalności gospodarcze, które posiadają instalacje fotowoltaiczne nie przekraczające 50 KW, mogą również zostać Prosumentami, na tych samych zasadach co odbiorcy indywidualni.