Dodávame a montujeme sieťové systémy hybridné systémy ostrovné systémy
Čo je fotovoltika ?
Fotovoltika je metóda priamej premeny slnečného žiarenia na elektrinu (jednosmerný prúd). Proces premeny prebieha vo fotovoltickom článku.
Fotoelektrický jav bol objavený v roku 1839 francúzskym fyzikom Alexandrom Edmondom Becquerelom. V roku 1876 objavili rovnaký efekt pre selénové kryštály William G. Adams a Richard E. Day. V roku 1905 sa Albertovi Einsteinovi podarilo fotoelektrický jav vysvetliť, za čo získal v roku 1921 Nobelovu cenu za fyziku. Po mnohých rokoch (počas ktorých bolo prijatých veľa vynálezov a objavov) sa v roku 1954 podarilo Drylovi Chapinovi, Calvinovi Fullerovi a Geraldovi Pearsonovi vyvinúť prvý článok s účinnosťou vyššou než 4 %. Fotovoltické články našli prvé praktické použitie koncom 50. rokov pri napájaní družíc. Prvá družica napájaná solárnymi panelmi sa volala Vanguard I. Táto družica bola vypustená na obežnú dráhu 17. marca 1958. Vďaka dopytu leteckého priemyslu počas 60. a 70. rokov 20. storočia došlo k významnému pokroku vo vývoji týchto technológií.
Vďaka energetickej kríze v 70. rokoch a zvýšeného povedomia o životnom prostredí sa alternatívne zdroje energie stali ekonomicky a spoločensky zaujímavými. Došlo k úprave zákonov a vytvorenie programov na podporu fotovoltiky. Lídrami v tejto oblasti sú najmä Nemecko, USA a Japonsko.
Celková svetová inštalovaná kapacita fotovoltických systémov vzrástla z 0,3 GW v roku 1996 na úroveň 760 GW na konci roka 2020. Najrýchlejšie rastúcimi trhmi sú Čína a USA. Najväčším svetovým výrobcom elektriny z fotovoltických panelov je Čína. Fotovoltika bola v roku 2020 po vodnej a veternej energii tretí najdôležitejší zdroj energie z obnoviteľných zdrojov, pokiaľ ide o celosvetovo inštalovaný výkon.
Množstvo slnečnej energie dopadajúcej na zemský povrch by súčasnú spotrebu pokrylo 6000-krát. Na zemský povrch dopadá 89 PW, pričom svetová spotreba predstavuje 15 TW. Solárna energia má tiež najvyššiu hustotu výkonu (celosvetový priemer je 170 W/m zo všetkých známych zdrojov obnoviteľnej energie.
Počas výroby elektrickej energie fotovoltický systém neznečisťuje životné prostredie a nevznikajú emisie skleníkových plynov. Znečistenie počas výroby a likvidácie zariadení sa dá udržať pod kontrolou za použitia už známych metód likvidácie elektroodpadu. Tiež sa pracuje na vývoji technológií na recykláciu zariadení po skončení ich životného cyklu.[8]
Fotovoltické systémy vyžadujú po ich nainštalovaní minimálnu údržbu. Prevádzkové náklady sú teda extrémne nízke v porovnaní s existujúcimi technológiami. Solárna energia nie je k dispozícii v noci a výkon panelov sa výrazne znižuje za zlého počasia (hmla, dážď, sneh). Je potrebné inštalovať systémy na ukladanie elektriny alebo kombinovať výrobu s ďalšími zdrojmi.
Solárna energia nie je k dispozícii v noci a výkon panelov sa výrazne znižuje za zlého počasia (hmla, dážď, sneh). Je potrebné inštalovať systémy na ukladanie elektriny alebo kombinovať výrobu s ďalšími zdrojmi.
Ako funguje fotovoltická elektráreň ?
Fotovoltaické systémy premieňajú slnečnú energiu na elektrickú. Základom systému je fotovoltaický panel z kremíka. FV panel vyrába jednosmerný elektrický prúd a napätie, ktoré sa pri bežných fotovoltaických elektrárňach (FVE) mení v meniči z jednosmerných veličín na striedavé s hodnotami vyhovujúcimi verejnej sieti 230V/400V 50Hz. Niektoré FV systémy nepoužívajú menič (jednosmerné veličiny/striedavé veličiny), ale používajú meniče DC/DC (jednosmerné veličiny/jednosmerné veličiny). Sú to zväčša systémy určené na ohrev vody. Elektrická energia z takýchto systémov sa nedá použiť v bežných el. spotrebičoch. Používa sa na ohrev vody, vykurovanie pomocou špirály.
Poznáme tri základné druhy fotovoltických panelov, ktoré sa líšia materiálovým zložením a účinnosťou pri premene slnečnej energie na elektrinu.
Amorfné moduly
Jedná sa o tenkovrstvové produkty, ktoré sú vyrobené z veľmi tenkých vrstiev polovodičových materiálov. Za ich výhodu sa považuje flexibilnosť, no v porovnaní s ostatnými druhmi majú veľmi nízku účinnosť, na úrovni do 10 Amorfné moduly
Jedná sa o tenkovrstvové produkty, ktoré sú vyrobené z veľmi tenkých vrstiev polovodičových materiálov. Za ich výhodu sa považuje flexibilnosť, no v porovnaní s ostatnými druhmi majú veľmi nízku účinnosť, na úrovni do 10 %.
Polykryštalické moduly
Tieto moduly sa vyrábajú z roztaveného surového kremíka, ktorý sa následne vlieva do foriem a strihá do potrebných veľkostí. Polykryštalické panely majú účinnosť, ktorá sa pohybuje do 19 %. Sú vhodnejšie na väčšinu aplikácií v podmienkach Slovenskej republiky, vzhľadom na vyššiu výrobu počas prechodného a zimného obdobia.
Je to preto, že vedia spracovať aj difúzne žiarenie. Taktiež majú lepšiu krivku degradácie účinnosti, pričom prvých 10 rokov výkon klesá veľmi pomaly, o menej ako 1 % ročne. Degradácia výkonu monokryštalických modulov dosahuje každý rok zhruba 1 %.
Monokryštalické moduly
Tieto moduly dosahujú účinnosť až do 23 % a sú rezané z jedného kusu kremíka. Momentálne je technologický vývoj zameraný na tento typ fotovoltických modulov. Ich výhody sú vyššia účinnosť a vyšší výkon z rovnakej plochy.
Technológie zamerané na zvýšenie výkonu fotovoltiky
Pri dnešnom rozvoji strešnej fofotovoltiky a taktiež konceptu zelených budov sa stáva, že po inštalovaní systémov sa zabúda na ich údržbu. Pri raste zelenej vegetácie môže dôjsť ku neželanému zatieneniu fotovoltických panelov. To má potom za následok zníženie výkonu.
Keďže technológie neustále idú dopredu, existujú už zariadenia, ktoré eliminujú aj tieto nedostatky. Jedna z takých noviniek sú výkonové optimizéry, ktoré majú za úlohu prekonávať nesúlad panelov. Čiže zabezpečujú súhru panelov, ktoré nie sú nikdy úplne rovnaké.
Okrem toho zmierňujú nerovnomernosti ich výkonov kvôli rôznym nečistotám, či zatieňovaniu panelov. Tieto výkonové optimizéry znižujú napätie a udržujú rovnaký prúd, taký aký majú nezatienené panely.
Half-cut cell je jedna z takých technológii, ktorá sa vie účinne vysporiadať so zatieňovaním panelov. Prostredníctvom zníženia odporu cez menší prúd v bunke zabezpečuje lepší výkon a životnosť panelu. Za výhodu tejto technológie sa považujú nižšie straty pri tienení z dôvodu pararelného pripojenia cez dva semi-moduly.
“Zatiaľ čo klasické fotovoltické moduly majú tri bypass zóny, tu je ich dvojnásobok, čím sa zvyšuje účinnosť. Rastie aj množstvo vyrobenej elektriny, za rok je to o 5-10 %.
Na trhu je aj ďalšia novinka, tzv. šindlová technológia, ktorá taktiež zabezpečuje zlepšenie výkonu fotovoltických panelov.
Fotovoltická elektráreň pracuje v našich zemepisných šírkach najlepšie pri 36-37 % sklone a orientácii na juh. Minimálny sklon by mal byť 13%, aby dochádzalo k samočisteniu fotovoltických článkov. Pri 15 % sklone ročný výkon klesne na 94 %.
Ročný predpokladaný výkon FVE 11,33 MWh a podľa jednotlivých mesiacov pri 36 % sklone a orientácii na juh.
Ročný predpokladaný výkon FVE 10,70 MWh a podľa jednotlivých mesiacov pri 15 % sklone a orientácii na juh
Zdroj: Globálny atlas slnka
FVE je navrhujeme podľa požiadavky zákazníka, pre domácnosti sú to tzv. “Malé zdroje do 10,8 kW”, pre podnikateľov sú to tzv. „lokálne zdroje“.
Pripojenie do distribučnej siete schvaľuje distribučná spoločnosť (ZSDIS,SSDIS,VSDIS), podľa miestnej príslušnosti. Zároveň platí pre malé zdroje, že nemôžte dodať do distribučnej siete viac ako 1,5 násobok vašej spotreby ( čo by už bolo považované za podnikanie) a pre lokálne zdroje, že hodinový výkon FVE nesmie presiahnuť schválenú maximálnu rezervovanú kapacitu. Fotovoltické systémy sa rozdeľujú na tri základné – ostrovný, hybridný a sieťový.
Ostrovný FV systém
pracuje bez možnosti na pripojenie do distribučnej siete a elektrinu vyrobenú cez deň si ukladá do batérií z ktorých ju potom čerpá v nočných hodinách. Musí tu byť aj záložný generátor, ktorý sa zapne pri poklese limitnej kapacity batérií.
Sieťový FV systém
je pripojený do distribučnej siete, ale nemá batériu a pri výpadku distribučnej siete prestane vyrábať elektrinu. Tento systém prebytky vyrobenej elektriny dodáva do distribučnej siete.
Hybridný FV systém
je pripojený do distribučnej siete, ale má aj batériu, na ktorú sa prepne (za 0,10 sekundy) pri výpadku distribučnej siete. Tento systém dodáva vyrobenú elektrinu prioritne do spotreby domácnosti, ďalej do batérie a následne do distribučnej siete. Bez pripojenia batérie funguje hybridný striedač ako sieťový a taktiež pri výpadku distribučnej siete prestane vyrábať elektrinu.
ZSDIS zásadným spôsobom obmedzila hybridné systémy a na svojej stránke má uvedený zoznam schálených hybridných striedačov (https://www.zsdis.sk/Uvod/Vyrobcovia/Pred-pripojenim/Schvalene-hybridne-striedace ).
Hybridné aj sieťové systémy naša spoločnosť zapája paralelne medzi „váš elektromer a vaše spotrebiče”.
To znamená že FV systém si pôjde svojim životom, bude vyrábať maximálne množstvo elektriny a elektrinu buď spotrebujete, alebo budete predávať. Po pripojení FVE sa nezmenia vaše limity pri odbere elektriny (maximálna rezervovaná kapacita zostane zachovaná).
Prebytky vyrobenej a nespotrebovanej elektriny môžete predávať, darovať, ukladať do batérie, alebo poslať do virtuálnej batérie.
V súčasnosti je najvýhodnejšie posielať prebytky do virtuálnej batérie. Pri tomto prístupe vám vrátia len množstvo dodanej elektriny (vašich prebytkov), ale distribučné poplatky vám nevrátia – tz. predáte elektrinu za cca 80-100 € /MWh ( 0,08-0,10 €/kWh). Taktiež neodporúčam čerpať dotáciu (maximálna dotácia je 1500 €), lebo ten kto čerpal dotáciu na fotovoltickú elektráreň nemôže predávať prebytky (v prípade Bratislavského kraja dotáciu zatiaľ nie je možné uplatniť).