Fotovoltika

Alternatívny a nezávislý zdroj energie. Nevyčerpateľný a zdarma…

Prejdite na zelenú a získajte vďaka slnečnej energii vlastný zdroj elektrickej energie. Fotovoltika je dobrá investícia pre firmy aj domácnosti. Investícia, ktorá sa vám do pár rokov vráti a ďalej prináša zisk až 50 rokov od inštalácie. Je to jednoduchý spôsob výroby elektriny, ktorý zažíva BOOM nielen na Slovensku, ale aj vo svete.

Fotovoltický systém sa skladá z týchto častí:

1. Fotovoltické panely
2. Invertor
3. Konštrukcia
4. Príslušenstvo
5. Batérie (nepovinné)

Fotovoltické panely

Keď niekto povie slovo "fotovoltika", každý si okamžite predstaví fotovoltické panely. Tie vyrábajú elektrinu zo slnečného žiarenia. Slnečná energia je ľahko dostupným obnoviteľným zdrojom energie a je zadarmo. Navyše panely zachytia energiu aj keď je zamračené. Prispievajú k ochrane životného prostredia tým, že počas prevádzky nevylučujú žiadne emisie CO2 a sú taktiež recyklovateľné. Inštaláciou fotovoltických panelov sa stanete menej závislí od distribútorov elektrickej energie, ale predovšetkým výrazne usporíte na účte za elektrinu.

Panel je zložený z väčšieho počtu článkov zapojených v sérii. Napätie jedného panelu sa obvykle pohybuje v rozmedzí 12 až 100 V. Fotovoltaické panely bežne dostupné na trhu možno rozdeliť do troch kategórií - monokryštalické, polykryštalické alebo amorfné.

Môžeme sa stretnúť aj s názvami: solárne panely či fotovoltaické panely.

Invertor

Známy aj ako striedač, či menič. Prevádza jednosmerný prúd (DC) z fotovoltických panelov na striedavý prúd (AC) (230/400 V).
Nevyhnutný prvok každého fotovoltického systému, vďaka ktorému môžete napájať vaše domáce spotrebiče energiou vyrobenou pomocou fotovoltických panelov.
Invertory sa podľa počtu fáz rozdeľujú na jednofázové a trojfázové.  Podľa výkonu na napr.: 3,6 kWp, 4,2 kWp, 6,5 kWp, 8 kWp, 10 kWp atď..

Konštrukcia

Aby vám fotovoltické panely spoľahlivo a dlhodobo slúžili, musia byť ukotvené v pevnej a správne navrhnutej konštrukcii. Vietor, dážď, búrka, sneh s tým všetkým sa vaše fotovoltické panely budú stretávať počas celej svojej životnosti. Správna konštrukcia je teda nevyhnutnou súčasťou celého systému. Zároveň správne navrhnutá konštrukcia dokáže optimalizovať uhol sklonu panelov voči dopadajúcim slnečným lúčom, čo bude mať pozitívny dopad na výkon systému a teda vám bude šetriť aj peniaze. Konštrukcie delíme na tri základné kategórie: na rovné strechy, na šikmé strechy a na steny.

Konštrukcia pre rovné strechy sa umiestňuje priamo na krytinu a je zošikmená tak, aby boli panely optimálne natočené voči Slnku. Majú rôzne šírky, aby sa na ňu dali umiestniť od jedného panela po x panelov. Panely sa  podľa typu konštrukcie môžu umiestňovať horizontálne alebo vertikálne.

Obdobne je to aj pri šikmých strechách, či kolmých stenách, pričom tu je súčasťou konštrukcie aj systém pre mechanické ukotvenie do strechy.

Príslušenstvo

Všetko, bez čoho sa váš fotovoltický systém nezaobíde. Elektrické aj neelektrické súčasti, pomocou ktorých viete vytvoriť funkčný a spoľahlivý fotovoltický systém. Tu sa najčastejšie stretávame s elektroinštalačným materiálom ako sú napr.: rozvodné skrinky, ističe, stykače, prepäťová ochrana, batériové boxy, vodiče, káble, elektromery atď..

Batérie

Používajú sa dva typy batérii. Olovené a Lítiové (Li-lon). Väčšina moderných solárnych systémov používa lítiové batérie. Nevýhodou je vyššia cena oproti oloveným. Na druhej strane však majú väčšiu životnosť, netreba ich udržiavať a sú efektívnejšie.

Legenda pojmov, s ktorými sa môžete stretnúť pri fotovoltike:

Fotovoltické panely

Napätie max.:     napr.: 41,1 V, jedná sa o maximálne napätie, ktoré vznikne pri prevádzke jedného panelu pri záťaži.
Napätie naprázdno:    napr.: 49,9 V, napätie na fotovoltickom paneli bez pripojenej záťaže.
Maximálne napätie FV systému:    napr.: 1500 V DC, najvyššie systémové jednosmerné napätie, obmedzuje počet panelov, ktoré je možné zapojiť v sérii.
Prúd max.:     napr.: 11,07 A, maximálny prúd, ktorý jeden panel poskytne pri záťaži.
Výkon max.:     napr.: 455 Wp, menovitý výkon panelu - výkon fotovoltického panelu za štandardných testovacích podmienok. Udáva sa vo wattoch špičkového výkonu (Wp - wattpeak). Skutočný výkon, ktorý možno z panela získať, závisí predovšetkým na úrovni slnečného žiarenia a uhla dopadu lúčov.
Výkonová tolerancia:     napr.: 0 až 5 W, Výkonová tolerancia uvádza, aká je minimálna (a maximálna) prípustná odchylka výkonu panela. Často sa tolerancia uvádza ako kladná aj záporná. Veľký rozsah tolerancií je pre inštaláciu nevýhodný. Rovnako ako v prípade panela, ktorý má výkon daný najslabším kremíkovým článkom, platí aj v prípade sústavy modulov, že jej výkon je určený najslabším panelom.
Stupeň ochrany IP:     napr.: 68, prvé číslo popisuje odolnosť voči vniknutiu pevného telesa k živím častiam elektrického stroja a druhé číslo odolnosť voči vniknutiu vody. Čím vyššie čísla, tým lepšia ochrana.
Účinnosť:     napr.: 20,93 %, je podiel medzi elektrickým výkonom z jednotky plochy FV článku a intenzitou slnečného žiarenia. Čím väčšie číslo, tým lepšie.
Prevádzková teplota:     napr.: -40 až +85 °C, teplotné rozmedzie, v ktorom je panel schopný pracovať.
Pripojovací konektor:     napr.: MC4, jednotlivé panely sa spájajú do takzvaných "stringov", jednotlivé spoje sa vykonávajú pomocou vodotesných konektorov. Konektory MC4 môžete nájsť aj pod názvom EVO2.
Počet článkov:     napr.: 144 (6 x 24), panely sa skladajú z článkov, ktoré sú zapojené do série.
Typ článkov: napr.: Monokryštalické half-cell, základný funkčný prvok fotovoltického panelu. Články môžu byť monokryštalické, polykryštalické alebo amorfné. Fotovoltický článok je v princípe veľkoplošná fotodióda, ktorá premieňa slnečné žiarenie na jednosmerný prúd. Vďaka technológii Half-Cell pri zatienení časti panelu klesne výkon na 50 %, a nie na 0% ako u bežnej technológie Full-Cell.
Nominálna prevádzková teplota článku:    napr.: 43 °C, ±2 °C, teplota článkov za normálnej prevádzky.
Pripojovací kábel:    napr.: 1 x 4,0 mm², 4 m,  udaj nám hovorí, koľko vodičov ma kábel, aký prierez má vodič a akú dĺžku má kábel.

Invertor

Max. vstupný výkon z FV:    napr.: 15 000 W, koľko Wattov dodávaných fotovoltickými panelmi maximálne dokáže invertor spracovať.
Max. DC vstupné napätie z FV:    napr.: 1 000 V, aké napätie vytvárané fotovoltickými panelmi maximálne dokáže invertor spracovať.
Menovité DC vstupné napätie z FV:   napr.:  620 V, napätie pri ktorom menič správne a pravidelne pracuje.
Max. DC prúd:    napr.: 12,5/12,5 A, aký prúd vytváraný fotovoltickými panelmi maximálne dokáže invertor spracovať, uvádza sa pre každý tracker.
Max. DC skratový prúd:    napr.: 15,2/15,2 A, maximálny prúd, ktorý môže pretekať inventorom bez rizika poruchy skratom, uvádza sa pre každý tracker.
Počet MPP trackerov:    napr.: 2, MPP tracker je sledovač bodu maximálneho výkonu "Maximum Power Point Tracker". Je to zariadenie (v podstate procesor s príslušným softvérom), ktoré zvyšuje výnos energie tým, že zabezpečuje, aby fotovoltický panel pracoval stále v blízkosti bodu maximálneho výkonu (MPP). MPP tracker je zvyčajne súčasťou striedača ale môže to byť aj samostatné zariadenie.
Počet stringov na MPPT:   napr.: 1, String je sústava fotovoltických panelov zapojených do série.
Rozsah MPPT:    napr.:  200 až 850 V, rozmedzie, v ktorom sa MPPT snaží optimalizovať výkon.
Štartovacie napätie:    napr.: 180 V, jednosmerné vstupné napätie, pri ktorom začne invertor pracovať.
Menovitý AC výkon do rozvodnej siete:    napr.: 10 000 VA, výkon, ktorý vie invertor dodávať do distribučnej siete.
Max. zdanlivý výstupný výkon do roz. siete:     napr.: 11 000 VA, je to činný výkon spolu s jalovým výkonom (straty), ktorý vie invertor dodávať do distribučnej siete.
Max. zdanlivý príkon z rozvodnej siete: napr.: 15 000 VA, je to činný výkon spolu s jalovým výkonom (straty), ktorý vie invertor prijímať z distribučnej siete.
Menovité AC výstupné napätie:    napr.: 400/380 V, 3L/N/PE, výstupné striedavé napätie, ktoré vytvára invertor na troch fázach.
Menovitá výstupná frekvencia:     napr.: 50/60 Hz, frekvencia striedavého napätia, pri ktorej pracuje AC časť invertora.
Max. AC prúdový výstup do rozvodnej siete:    napr.: 16,5 A, maximálny prúd, ktorý vie posielať AC časť invertora do distribučnej siete.
THDi: napr.: menej ako 3%, Koeficienty harmonického skreslenia (THDU, THDI) sínusoidy striedavého napätia a prúdu. Čím menej tým viac sa prevedené jednosmerné napätie a prúd na striedavé podobá prirodzene vytvorenému striedavému napätiu a prúdu.
Účinník:     napr.: 0,8 kapacitne, 0,8 induktívne, účinník je bezrozmerný a jeho hodnota sa pohybuje od nuly do jednej, pričom jednotkový účinník znamená, že celý výkon je činný (fázový posun je nulový), nulový účinník znamená, že celý výkon je jalový, záťaž je čisto kapacitná alebo čisto indukčná a fázový posun je teda ± 90 °.
Špičkový zdanlivý výkon: napr.: 16 500 VA počas 60 sekúnd, je to krátkodobý činný výkon spolu s jalovým výkonom (straty), ktorý vie invertor dodávať do distribučnej siete počas obmedzenej doby.
THDu: napr.: menej ako 3%, Koeficienty harmonického skreslenia (THDU, THDI) sínusoidy striedavého napätia a prúdu. Čím menej tým viac sa prevedené jednosmerné napätie a prúd na striedavé podobá prirodzene vytvorenému striedavému napätiu a prúdu.

Batérie

Typ batérie: napr.: Li-Ion, označenie technológie batérie, ktorú podporuje invertor. Používajú sa dva typy batérii. Olovené a Lítiové (Li-lon). Väčšina moderných solárnych systémov používa lítiové batérie. Nevýhodou je vyššia cena oproti oloveným. Na druhej strane však majú väčšiu životnosť, netreba ich udržiavať a sú efektívnejšie.
Nabíjací systém pre Li-Ion: napr.: Auto-adaptačné s BMS, je to označenie technológie nabíjačky batérii, ktorá je zabudovaná v invertore.