Generator fotowoltaiczny w naszym domu jednorodzinnym
- pytania i odpowiedzi
1) Energia elektryczna ze Słońca jak to działa?
Podstawowym elementem domowej instalacji fotowoltaicznej jest panel fotowoltaiczny (nie mylić z panelem solarnym do podgrzewania wody), oraz falownik. Panel fotowoltaiczny przekształca energię promieniowania słonecznego na energię elektryczną prądu stałego. Falownik przekształca energię elektryczną prądu stałego wytworzoną przez panele fotowoltaiczne na energię prądu zmiennego 230V 50 Hz. Panele fotovoltaiczne umieszcza się na dachu budynku na połaci dachowej, skierowanej na południe i łączy się je w szereg tak by uzyskać większe napięcie. Falownik najlepiej zlokalizować w pobliżu domowej rozdzielni głównej, można również w innym pomieszczeniu bądź na zewnętrznej ścianie budynku. Ilość energii elektrycznej wytworzonej przez instalację fotowoltaiczną zależy od intensywności promieniowania słonecznego padającego na panele fotowoltaiczne, czasu ekspozycji oraz poprawności projektu i wykonawstwa instalacji .
2) Co musimy sprawdzić przed decyzją o montażu instalacji fotowoltaicznej na naszym domu
Należy upewnić się czy połać dachowa, na której chcemy zainstalować system PV jest skierowana na południe, oraz czy połać dachowa nie leży w strefie cienia rzucanego przez inne budowle, kominy, drzewa. Należy bezwzględnie unikać zacieniania paneli fotowoltaicznych.
Należy sprawdzić czy połać dachowa posiada odpowiednio dużą powierzchnię, na której możliwe będzie zamontowanie paneli fotowoltaicznych zamontowanie paneli PV o łącznej mocy 1 kWp wymaga 8-10 m2 wolnej powierzchni.
3) Jakie czynniki wpływają na wydajność techniczną systemu fotowoltaicznego?
Orientacja dachu - W optymalnych warunkach, moduły powinny być zorientowane na południe. Jeśli nie jest to możliwe, to obowiązuje zasada: im bliżej kierunku południowego, tym większa wydajność instalacji fotowoltaicznej.
Nachylenie dachu - Produkcja energii z systemu PV jest statystycznie największa, gdy słońce pada na ogniwa słoneczne pod kątem prostym. Optymalny kąt nachylenia dla paneli fotowoltaicznych w Polsce mieści się w granicach 30 - 40°.
Zacienienie - Architektoniczne i topograficzne czynniki prowadzące do powstawania cieni padających na baterię paneli fotowoltaicznych prowadzą do zmniejszenia ilości wytwarzaj energii elektrycznej i należy ich unikać.
Wykonawstwo instalacji błędnie zaprojektowana czy wykonana instalacja, może być przyczyną redukcji wydajności bądź trwałego uszkodzenia.
4) Czy generator fotowoltaiczny jest włączony przed, czy za licznikiem energii elektrycznej?
Generator włączamy za licznikiem kWh w dowolnym punkcie instalacji wewnętrznej budynku, a najlepiej w główną tablicę zasilającą budynek, dzięki temu wyprodukowana energia elektryczna w pierwszej kolejności zasila odbiorniki domowe.
5) Czy generator fotowoltaiczny wytwarza energię w układzie jednofazowym czy trójfazowym?
Zalecane instalacje fotowoltaiczne z przeznaczeniem do zasilania domów jednorodzinnych nie przekraczają mocy 5 kW, są to więc instalacje jednofazowe. Dla mocy powyżej 10 kW stosuje się generatory PV w układzie trójfazowym.
6) Czy generator fotowoltaiczny w przypadku zaniku napięcia w sieci zasilającej może stanowić rezerwowe źródło zasilania budynku?
Nie w przypadku zaniku napięcia w sieci zasilającej budynek, generator fotowoltaiczny automatycznie wyłącza się. Ponowne załączenie odbywa się w sposób automatyczny, po pojawieniu się napięcia w sieci. Jest oczywiście możliwość rozbudowy instalacji o moduł zawierający baterię akumulatorów. Wówczas w przypadku zaniku napięcia w sieci zasilającej, następuje przełączenie na zapasowe źródło zasilania, z którego można korzystać do momentu wyczerpania się zgromadzonej w akumulatorach energii. Takie rozwiązanie wiąże się jednak ze znacznym wzrostem kosztów instalacji.
7) Kiedy generator fotowoltaiczny nie produkuje energii elektrycznej?
W nocy, przy bardzo silnym zachmurzeniu i mgle, przy całkowicie pokrytych śniegiem panelach fotowoltaicznych, przy braku napięcia w sieci zasilającej budynek z zakładu energetycznego.
Czy opady śniegu nie zakłócają pracę generatora PV?
Przepływ prądu przez panele fotowoltaiczne podczas pracy generatora PV powoduje nagrzewanie powierzchni paneli , wskutek czego następuje topnienie zalegającego na panelach śniegu i przywrócenie normalnych warunków pracy instalacji.
9) Jaki wpływ na pracę instalacji PV ma temperatura powietrza?
Panele fotowoltaiczne mają ujemny współczynnik temperaturowy. Oznacza to, że im niższa temperatura otoczenia tym większe napięcie na wyjściu oraz większa oddawana moc na wyjściu.
10) Jaka jest trwałość instalacji fotowoltaicznej?
W odróżnieniu od innych źródeł, w instalacji PV nie ma elementów ruchomych, jest to czynnikiem decydującym o trwałości instalacji. Producenci paneli fotowoltaicznych gwarantują spadek wydajności po 25 latach eksploatacji, nie większy jednak niż 15%.
11) Czym należy kierować się przy zakupie własnego systemu fotowoltaicznego?
Decydującym elementem przy zakupie instalacji jest dochowanie należytej staranności przy wyborze firmy oferującej sprzedaż i montaż instalacji. Nie należy uprzedzać się do paneli produkcji chińskiej, bo około 70% produkcji pochodzi z Chin, a produkcja odbywa się według zachodnich technologii. Firmy które deklarują produkcję paneli w Europie, w większości montują je na bazie importowanych z Chin ogniw krzemowych. Istotnym elementem instalacji jest falownik, wiodącym technologicznie są rozwiązania zachodnie głównie Niemieckie. Ważnym jest również projekt, oraz staranny i poprawny dobór pozostałych elementów składowych instalacji, gdyż zakłada się technologiczną żywotność instalacji nie mniejszą niż 25 lat.
12) Jak długo trwa przygotowanie i rozruch instalacji fotowoltaicznej w domu jednorodzinnym?
Kompletna instalacja systemu PV dla domu jednorodzinnego oraz jej rozruch trwa zwykle 2-3 dni. Wcześniej należy przygotować odpowiedni projekt generatora PV i czasem poczekać kilka dni na skompletowanie odpowiednich podzespołów.
13) Co się dzieje z nadwyżką wyprodukowanej energii elektrycznej?
Wyprodukowana w instalacji PV energia elektryczna w pierwszej kolejności konsumowana jest przez odbiorniki domowe. W przypadku pojawienia się nadwyżki produkowanej energii, stosownie do zapisów projektu ustawy o OZE, energię tą sprzedamy do sieci zakładu energetycznego po bardzo korzystnej cenie. Największe wsparcie otrzyma energia elektryczna wyprodukowana w instalacjach o mocy do 10 kWp montowanych na dachach. Proponowana w projekcie ustawy cena wynosi 1,30 zł za kWh. Firma Eco-energia proponuje moduł umożliwiający wyłapywanie pojawiającej się nadwyżki energii. Energia ta kierowana jest do dodatkowych odbiorników, takich jak elektryczny zasobnik do podgrzewania wody, klimatyzator lub inne urządzenia. Dla przykładu polecana przez firmę Eco-energia dla domku jednorodzinnego instalacja PV, podczas słonecznej zimowej pogody jest w stanie wyprodukować nadwyżkę energii elektrycznej umożliwiającą na podgrzanie ok 200 l wody od temperatury 10°C do temperatury 60°C.
14) Czy instalacja fotowoltaiczna może zastąpić instalację solarną do podgrzewania wody na cele socjalne.
Tak oczywiście, jest wiele argumentów przemawiających za takim rozwiązaniem, a zwłaszcza jeśli planujemy budowę nowego domu, nie powinniśmy cofać się sięgając do przestarzałej i mniej efektywnej technologii. Podstawowym argumentem jest korzystniejszy rachunek ekonomiczny. Przy takich samych nakładach finansowych na instalację uzyskujemy około 50% więcej energii i jest to energia elektryczna którą możemy wykorzystać w dowolny sposób, w tym również do podgrzewania wody użytkowej czy klimatyzacji w okresie letnim. Drugim nie zaprzeczalnym argumentem za takim rozwiązaniem jest ujemny współczynnik temperaturowy, wynikający z właściwości fizycznych ogniwa krzemowego, który w efekcie powoduje że wydajność instalacji fotowoltaicznej jest tym większa im jest niższa temperatura otoczenia, daje to zdecydowaną przewagę w okresie zimowym nad instalacją solarną do podgrzewania wody.
15