Jak powstaje prąd z energii słonecznej?

Poszukiwanie źródeł taniej energii odnawialnej jest przedmiotem dyskusji toczonych od wielu lat. Paliwa kopalne szybko się wyczerpują, środowisko naturalne ulega postępującej degradacji, a energetyka atomowa pozostawia po sobie tony radioaktywnych odpadów. Problemów nie brakuje, a świat nie może za kilkadziesiąt lat znaleźć się bez źródeł energii. Z tego powodu energia słoneczna cieszy się coraz większym zainteresowaniem. Jest darmowa, powszechnie dostępna i praktycznie niewyczerpywalna.

Produkcja prądu z energii słonecznej nie jest skomplikowanym procesem i opiera się na prostych zjawiskach fizycznych. Każdy panel fotowoltaiczny składa się z wzajemnie połączonych ze sobą małych ogniw fotowoltaicznych. Światło jest w rzeczywistości strumieniem fotonów. Kiedy światło pada na ogniwo, fotony zderzają się z elektronami, co powoduje powstanie napięcia elektrycznego o wielkości ok. 0,6 V. Szeregowe połączenie kilkudziesięciu ogniw w module pozwala uzyskać napięcie na poziomie 30-40 V. Najpopularniejsze moduły zbudowane są z 60 lub 72 ogniw, co przekłada się na odpowiedni poziom napięcia. W instalacjach fotowoltaicznych same moduły są również łączone szeregowo, dzięki czemu możemy uzyskać napięcie, odpowiednie do prawidłowej pracy inwertera. Zakładając, iż zakres napięcia inwertera mieści się w przedziale od 200 V do 1000 V, musimy tak dobrać liczbę modułów, aby w każdych warunkach i niezależnie od temperatury, napięcie instalacji mieściło się w tym przedziale. W ten sposób powstaje prąd stały.

Jaką rolę w instalacji fotowoltaicznej pełni inwerter?

Ogniwa fotowoltaiczne produkują prąd stały. Aby mógł on zasilać urządzenia elektryczne w naszych domach, niezbędne jest przekształcenie go w prąd przemienny. Jest to zadaniem falownika, nazywanego też inwerterem. Urządzenie to pełni kilka zadań. Do najważniejszych zaliczają się:

• przetwarzanie napięcia (zamiana prądu stałego DC w prąd zmienny AC),
• optymalizacja produkcji prądu i monitorowanie prawidłowego działania instalacji PV,
• synchronizacja systemu fotowoltaicznego z siecią energetyczną.

W tym trzecim aspekcie inwerter odpowiada za to, aby parametry energii, produkowanej przez generator fotowoltaiczny, były zgodne z parametrami sieci elektroenergetycznej. Dzięki temu, jeśli nasza instalacja produkuje więcej energii niż w danej chwili potrzebujemy, jej nadmiar zostaje przesyłany do sieci energetycznej.

Dlaczego dobór inwertera jest ważny?

Firma Soltec, która specjalizuje się w dystrybucji wszelkiego typu produktów niezbędnych to tworzenia kompletnych systemów fotowoltaicznych, oferuje jedno- i trójfazowe falowniki sieciowe, hybrydowe o różnej mocy oraz mikroinwertery. Różnorodność asortymentu jest wskazówką, że dobór tego komponentu ma kluczowe znaczenie dla sprawnej pracy całej instalacji. Dlaczego tak jest i czym należy kierować się przy wyborze urządzenia?

Wybór odpowiedniego falownika jest uzależniony od wielkości instalacji i liczby zasilanych faz. Mikrofalowniki, jak i falowniki szeregowe o mocy do 3 kW, są konstrukcjami jednofazowymi. W przypadku mocy większej niż 3,68 kW nasz wybór ograniczony jest tylko do urządzeń trójfazowych.

Moc inwertera musi być dopasowana do wielkości naszej instalacji w taki sposób, aby przez większość czasu, a zwłaszcza w momencie największych uzysków, inwerter pracował z maksymalną sprawnością. W przypadku instalacji zorientowanych na południe moc inwertera powinna być zbliżona do mocy modułów fotowoltaicznych. W instalacjach wschód-zachód moc modułów powinna stanowić ok. 120% mocy falownika. Wynika to z faktu, że taka instalacja nie osiągnie swojej maksymalnej mocy. Istotne są również nasze plany na przyszłość. Jeśli w kolejnych latach chcemy rozbudować naszą instalację o kolejne moduły, zaleca się wybór większego falownika już na wstępnym etapie inwestycji.

W przypadku skomplikowanych dachów lub okresowo zacienianej powierzchni warto zastanowić się nad mikroinwerterami. Dzięki ich zastosowaniu zniwelowany zostanie negatywny wpływ zacienienia jednego modułu na pracę pozostałych. Z kolei jeśli instalacja ma zostać rozbudowana o magazyn energii, warto postawić na inwerter hybrydowy. Zestaw do magazynowania energii pozwoli zmaksymalizować zużycie własne wyprodukowanej energii i będzie stanowić zasilanie awaryjne w przypadku przerw w dostawie prądu.