Fotonaponski Sustavi

FOTONAPONSKI SUSTAVI

U samo jednom satu Sunce prema Zemlji emitira više energije nego što su cjelokupne planetarne godišnje porebe. Intenzivno globalno povećanje potreba za energijom, ali i utjecaj koji se vrši na okolinu i ljude, direktno dovodi do potrebe dugoročnijeg sagledavanja i preispitivanja stavova prema fosilnim i drugim neobnovljivim izvorima energije.

Solarna energija ima brojne prednosti pred drugim oblicima energije, pogotovo u zemljama sunčanim kao što je Hrvatska:

Energija je potpuna čista i korištenjem ne stvara nikakvo daljnje zagađenje.
Ne koristi nikakvo gorivo osim prirodnog Sunca.
Minimalno je održavanje. Nema pokretnih trošivih dijelova.
Moduli imaju testirani životni vijek i jamstvo od 25 godina.
Osigurava potpunu energetsku neovisnost.
Sunce je besplatno!!!

Ulaganje u solar, kao jednu od alternativa, nužnost je, prava prilika i primjer kako energiju trošiti, a okolinu sačuvati od daljnjeg zagađivanja.

Fotonaponski moduli direktno pretvaraju sunčevu energiju u struju, za napajenje rasvjete, hladnjaka, televizora, pumpi za vodu, računala i ostalih sličnih kućanskih aparata. Sve je češća primjena i u profesionalnim telekomunikacijskim objektima, katodnoj zaštiti, desalinizaciji vode, javnoj rasvjeti...

Prva grupa su takozvani samostalni ili otočni sustavi

u kojima proizvedenu električnu energiju najčešće skladištimo u baterije ili akumulatore. Temeljne komponente samostalnoga fotonaponskog sustava:

1. fotonaponski moduli (obično spojeni paralelno ili serijski-paralelno)
2. regulator punjenja
3. akumulator
4. trošila
5. izmjenjivač (ako trošila rade na izmjeničnu struju)
Za takav fotonaponski sustav karakteristična su dva osnovna procesa:

pretvorba sunčeva zračenja, odnosno svjetlosne energije u električnu
pretvorba električne energije u kemijsku i obrnuto, kemijske u električnu

Fotonaponska pretvorba energije sunčeva zračenja, odnosno svjetlosne energije u električnu, odvija se u solarnoj ćeliji, dok se u akumulatoru obavlja povratni (reverzibilni) elektrokemijski proces pretvorbe, povezan s nabijanjem (punjenjem) i izbijanjem (pražnjenjem) akumulatora. U trošilima se električna energija pretvara u različite oblike, kao primjerice mehaničku, toplinsku, svjetlosnu ili neku drugu energiju. Trošilo je definirano snagom, naponom i strujom.

Drugi su, danas sve rasprostranjeniji i suvremeniji, mrežni sustavi, koji proizvedenu električnu energiju predaju u elektroenergetski sustav.

Fotonaponski sustavi priključeni na javnu mrežu preko kućne instalacije pripadaju distribuiranoj proizvodnji električne energije. Dakle, oni omogućuju povezivanje distribuiranih sustava na centralizirane sustave, odnosno sustave priključene uglavnom na niskonaponsku razinu elektroenergetskog sustava. Mrežni FN sustavi koriste javnu mrežu kao spremnik i ne trebaju akumulatore, već u takozvanom interaktivnom režimu viškove danju za sunčanog vremena predaju mreži, a noću i u uvjetima manje insolacije iz mreže s pokrivaju manjkovie.

Spajaju se preko izmjenjivača na distribucijsku mrežu i sami proizvode istosmjernu struju koju treba naknadno pretvoriti u izmjenični napon mrežne frekvencije, kako bi napajali trošila ili radili paralelno s elektroenergetskom mrežom. Spajanje s mrežom može se oblikovati na dva načina:

1. Izlazna struja iz sustava služi za snabdijevanje potrošača u kućanstvu, a proizvedeni višak se mjeri i daje u mrežu.

2. FN sustav se nakon izmjenjivača i mjernog brojila direktno spaja na mrežu, tj. sva proizvedena električna energija se daje u mrežu, a potrošač se napaja preko drugog voda koji ima svoje brojilo.

Ovaj način je povoljniji za potrošače obzirom da se proizvodnja iz FN sustava financijski potiče, pa se tako može više zaraditi puštajući svu električnu energiju u mrežu.

Temeljne komponente fotonaponskog sustava, priključenog na javnu elektroenergetsku mrežu preko kućne instalacije su:

fotonaponski moduli
spojna kutija sa zaštitnom opremom
kablovi istosmjernog razvoda
glavna sklopka za odvajanje
izmjenjivač dc/ac
kablovi izmjeničnog razvoda
brojila predane i preuzete električne energije

Prednosti fotonaponskih sustava, kao distribuirane proizvodnje električne energije, spojenih na javnu elektroenergetsku mrežu preko kućne instalacije su sljedeće:

proizvodi se ekološki čista električna energija bez onečišćenja okoliša
sva se pretvorba energije obavljala u blizini mjesta potrošnje
nema gubitaka energije u prijenosu i distribuciji
pouzdanost i sigurnost opskrbe
troškovi održavanja postrojenja znatno su niži od održavanja centraliziranih
proizvodnih objekata
lokacije za instalaciju fotonaponskih sustava jednostavnije je, lakše i brže pronaći, u odnosu na velike centralizirane
proizvodne sustave, jednostavnije je, lakše i brže pronaći
jednostavna i brza instalacija, te puštanje u pogon

Elemente fotonaponskog sunčevog sustava najvećim dijelom određuju karakteristike građevine (položaj, orijentacija, dimenzije) na kojoj će sustav biti ugrađen.

Što se tiče položaja, prvo uzimamo u obzir ima li u blizini izgrađen elektroenergetski sustav. Ako on nije izgrađen, ili je priključna točka uglavnom daleko, a time priključak skup, tada možemo razmotriti izgradnju otočnog sustava, čije troškove možemo usporediti s troškovima priključka na električnu mrežu. Ako su ti troškovi slični, ili je otočni sustav čak malo skuplji od priključka na električnu mrežu, izgradnja se isplati, jer će proizvedena električna energija biti besplatna.

U naseljenim mjestima električna mreža je svugdje izgrađena. Na tim lokacijama moguće je izgraditi mrežni sustav, jer su zakonski okviri za tu mogućnost stvoreni. Tada još uvijek imamo mogućnost izbora otočnog sustava, ali u ovom slučaju su znatne ekonomske prednosti na strani mrežnih sustava