Terminologia i nazewnictwo
Ogniwo fotowoltaiczne » solar cell – najmniejsza część składowa modułu PV, płytka krzemowa poli- lub monokrystaliczna, standardowo o rozmiarach od 4-7 cali (lub inne) łączona z innymi ogniwami w string ogniw. Potocznie nazywana też fotoogniwem.
String » cell string – ciąg ogniw fotowoltaicznych cześć składowa modułów PV poli- lub monokrystalicznych, zalaminowane tworzą główną cześć wypełnienia modułu PV.
Panel PV » solar panel – w terminologii planistów i architektów nazwa modułu PV ale bez obramowania. Aplikacja szyba/szyba bez ramy często stosowana jako element konstrukcji fasady lub zadaszenia, stannowi estetyczny element architektury.
Moduł PV » PV module - podstawowa jednostka systemu zasilania PV zazwyczaj w aluminiowym obramowaniu, posiada wyprowadzenie przewodów lub gniazdo z możliwością podłączenia z pozostałymi komponentami. Moduły PV mogą być sztywne lub elastyczne.
Inwerter » PV inverter – przetwornica napięcia umożliwiająca kompatybilność systemów PV pracujących w środowisku napięcia stałego z urządzeniami lub siecią energetyczną pracującą w środowisku napięcią przemiennego (230V). W systemach podłączonych do sieci (PV Ongrid) inwertery odprowadzają prąd do sieci jedno- lub trój-fazowo. Sprawność dobrych inwerterów sięga 97-98%. Obok modułów PV inwertery stanowią bardzo ważny element instalacji PV i mają istotny wpły na jej długoletnią i bezawaryjną prace.
Regulator » charge controller – urządzenie regulujące proces ładowania akumulatorów (12/24V) w systemach mobilnych lub wyspowych (PV Mobile i PV Offgrid). Regulator kontroluje poziom napięcia ładowanego akumulatora, odcinając zasilanie po jego naładowaniu. Regulator chroni akumulator lub grupę akumulatorów przed przeładowaniem i ich uszkodzeniem.
Monitor ładowania » charge monitor – urządzenie pozwalające na monitorowanie poziomu napięcia akumulatorów oraz produkcji prądu przez system PV. Urządzenie ma zazwyczaj możliwość graficznej prezentacji (display) stanu pracy instalacji (mocy ładowania) oraz informuje o stopniu naładowania akumulatora.
Czy wiesz, że:
Jak większość przełomowych rozwiązań również technologia PV wywodzi się z technologii wojskowej.
Teoria Systemów Fotowoltaicznych (PV)
Wśród systemów solarnych rozróżnia się kilka form i technologii.
EBORX koncentruje się na dwóch głównych systemach: fotowoltaicznym (PV) produkującym energię elektryczną oraz termicznym produkującym energię cieplną.
Systemy solarne dzieli się na podgrupy według ich przeznaczenia i zastosowania (nazewnictwo międzynarodowe):
PV Ongrid - systemy elektrowni słonecznych, sprzedaż prądu
(On Grid=podłączone do sieci)
PV Offgrid - autonomiczne i wyspowe systemy zasilania PV
(Off Grid=odłączone od sieci)
PV Automotive - systemy zasilania PV dla samochodów elektrycznych
PV Mobile - mobilne systemy zasilania PV dla urządzeń mobilnych
PV - Technologia Produkcji Energii Elektrycznej
Czy wiesz, że:
W 1957 r. pierwszym pojazdem kosmicznym zasilanym systemem PV był Sputnik 3, rosyjskiej agencji wojskowej (wówczas USSR).
Parametry i oznaczenia
czyli najważniejsze oznaczenia i parametry systemów fotowoltaicznych.
Promieniowanie słoneczne (kWh/m2):
W Polsce w ciągu roku moc promieniowania słonecznego na jeden metr kwadratowy (!) wynosi średnio 1000 kWh i odpowiada energii zawartej w 100L oleju opałowego lub 100m3 gazu ziemnego. Dla porównania 1000kWh to roczne zapotrzebowanie na energię elektryczną przez jednoosobowe gospodarstwo domowe (singiel). Rodzina 4 osobowa (2+2) zużywa rocznie około 2.000 kWh (roczna konsumpcja energii elektrycznej, nie uwzględniająca ogrzewania).
Energia słoneczna za pośrednictwem technologii PV lub konwersji termicznej przetwarzana jest na energię elektryczną lub cieplną, a stopień konwersji w % określa sprawność modułu PV lub kolektora słonecznego.
TABELA NASŁONECZNIENIA DLA POLSKI:
Sprawność systemów (%, Wh):
Stopień zamiany energii słonecznej na elektryczną lub cieplną mierzony jest w %.PV - sprawność modułów PV podawana w % informuje jaki stopień energii słonecznej docierającej do modułu PV zostanie przetworzony na energię elektryczną. Wówczas moduł PV o sprawności np. 15% i powierzchni 1m2 w ciągu godziny wyprodukuje 150Wh energii elektrycznej (» według STC*). W dni o słabszym nasłonecznieniu produkcja prądu będzie mniejsza. Różne technologie PV (mono- polikrystaliczne, amorficzne) charakteryzują się różną sprawnością.
*STC (» Standard Test Conditions): prostopadłe promieniowanie słońca o mocy 1000W na 1m2, przy temp. 25C. Spektrum AM=1,5 (Air Mass).
Moc, natężenie prądu (Wp, mA):
Dla wszystkich systemów solarnych stosuje się jednostkę miary mocy Watt (W). Podawaną jednostkę Watt określa się jako Watt Peak (Wp), czyli moc szczytową, obliczaną według międzynarodowego standardu *STc (def. wyżej). Dla mniejszych modułów PV podaje się też jednostkę natężenia produkowanego prądu w miliamperach (mA) stanowi ona często symbol modułu PV jak np. » Sunsei SE-1200 (1200mA) lub » CL-600 (600mA).
Podawana w nazwie moc modułu PV np. 190W lub 220W określa moc szczytową (Wp) produkcji prądu i nie określa sprawności modułu. To oznacza, że np. moduł PV o mocy 190Wp posiada taką samą lub zbliżoną sprawność co moduł o mocy 220Wp. Jednak moduł 220W będzię powierzchniowo większy (zazwyczaj posiada dodatkowy string ogniw (60 ogniw) w porównaniu do modułu 190W posiadającego (50 ogniw) lub stosowane ogniwa będą powierzchniowo większe). Ale technologiczna sprawność modułów 190 i 220Wp jest zbliżona.
Często też zdaża się, iż oferowane przez danego producenta moduły pomimo jednego rozmiaru (obramowanie brutto) posiadają różne moce nominlane. Np. moduły o mocy 210, 220 i 230Wp posiadają ten sam rozmiar obramowania i są powierzchniowo tej samej wielkości. Różnice w ich mocy nominalnej wynikają z technologicznej sprawności stosowanych do budowy modułu ogniw PV. Przed procesem montażu modułu, ogniwa są testowane/flashowane i sortowane według ich sprawności na kilka klas (zobacz film video "produkcja ogniw fotowoltaicznych test/flash, sortowanie" w naszym dziale Blog » PV Video). Z tak pogrupowanych ogniw można uzyskać moduły jednej wielkości, ale o różnych mocach nominlanych. Różnorodna sprawność ogniw tej samej wielkości (powierzchniowo) może zależeć od kilku czynników, ale ich głównym powodem jest grubość ucięcia ze sztabu krzemu, która mimo bardzo precyzyjnych technologii może być dla każdego ogniwa różna.
Czy wiesz, że:
Obecnie masowa produkcja systemów PV skutkuje ich stosowaniem w szerokiej gamie systemów zasilania w energię elektryczną jako element garderoby, specjalistycznego wyposażenia technicznego, architektury, w systemach zasilania przemysłowego i indywidulanego.
Systemy PV
Przeznaczenie:
W systemach PV Ongrid (środowisko napięcia DC/AC 230V) produkcja prądu odbywa się na zasadzie zasilania przez system PV lokalnej sieci energetycznej i sprzedaży wyprodukowaneg prądu. Cena oraz forma skupu prądu regulowana jest w większości krajów UE ustawowo. System ten posiada sporą zaletę w stosunku do pozostałych systemów PV, orientuje się na rocznej produkcji prądu, która jest stała i znana dla danej szerokości geograficznej, położenia elektrowni słonecznej. System ten jest niezależny od codziennych warunków pogody i działa jak skarbonka/licznik, który na przestrzeni roku wyprodukuje i sprzeda określoną ilość energii elektrycznej. Odchył od rocznej prognozowanej produkcji prądu w skali roku o 10% wskazywałby na dysfunkcje systemu lub nadzwyczajne zmiany pogodowe. Te następują, ale na korzyść producentów energii słonecznej, a opłacalność systemów PV Ongrid, zależy w dużej mierze od ceny skupu prądu.
W systemach PV Offgrid (środowisko napięcia DC 12/24/48V) produkcja prądu przez system PV odbywa się za pośrednictwem zmagazynowania energii elektrycznej w akumulatorach lub jest bezpośrednio zużywana w miejscu i czasie jej wytworzenia. System stosowany dla autonomicznych i wyspowych systemów zasilania wymaga precyzyjnego określenia wszystkich istotnych parametrów i komponentów systemu: ekspozycji słońca dla lokalizacji systemu, dziennego zapotrzebowania na ilość energii elektrycznej, doboru odpowiedniego akumulatora, a do jego pojemności mocy systemu PV, temp. składowania i możliwego stopnia rozładowania i samorozładowania akumulatora. Powyższe parametry na przestrzeni roku ulegają sporemu zróżnicowaniu, w szczególności ekspozycja słońca i temperatura otoczenia akumulatora. W systemach PV Offgrid największe wyzwanie stanowi zmagazynowanie energii elektrycznej - akumulator. System ten np. w powiązaniu z nowoczesnymi technologiami oświetlenia i urządzeniami o minimalnym poborze prądu, stanowią idealne rozwiązanie wszędzie tam gdzie zasilanie z sieci energetycznej jest nie opłacalne lub nie możliwe.
Czy wiesz, że:
Technologia PV umożliwia autonomiczną produkcję prądu przy zerowej emisji CO2 w miejscach bez dostępu do lokalnej sieci energetycznej. Produkuje prąd również w dni pochmurne.
Moduły PV będące podstawową jednostką systemu PV posiadają szacowaną żywotność na ponad 30 lat, a funkcjonowanie całego systemu odbywa się praktycznie bezobsługowo przez cały okres jego żywotności.