Ako funguje fotovoltaický systém: stručne a jasne vysvetlené

by zolar dňa 06/11/2020

Fotovoltaický systém vyrába lacnú a predovšetkým čistú solárnu energiu. Vhodným systémom na uskladnenie elektriny možno pokryť veľkú časť vašich vlastných požiadaviek na elektrinu, takže z verejnej elektrickej siete musí byť odobraté iba malé zvyškové množstvo elektriny. Znižuje sa tak ekologická stopa, ako aj náklady na elektrinu. Väčšina ľudí to vie.

Ale len málokto presne vie, ako funguje slnečná sústava. „Ktoré komponenty potrebujem a prečo?“ „Ako presne solárny systém vyrába elektrinu a ako sa dá táto energia dočasne uskladniť v solárnom akumulačnom systéme?“ Tieto otázky často počúvame v zolari a dnes by sme vám na ne chceli odpovedať.

Fotovoltaický systém - základné vybavenie

Fotovoltaické systémy sú fascinujúce. Energiu slnka využívajú na výrobu elektriny z nej - bezemisnú, nehlučnú a viac ako 25 rokov. V zásade sú potrebné iba fotovoltaické moduly, alebo skôr solárne články, ktoré tieto moduly tvoria. Aby sa však vytvorená solárna energia mohla využívať aj v domácnosti, sú potrebné ďalšie solárne komponenty. Základné vybavenie FV systému zahŕňa:

Fotovoltaické moduly,
Solárny kábel a a
FV menič.

Podľa toho stačia tri komponenty na výrobu solárnej energie a na pokrytie približne 35 percent vašich vlastných potrieb elektrickej energie. Pre mnohých majiteľov domov to však nestačí. Chcú maximalizovať svoju nezávislosť od elektrickej siete a tým aj svoju úsporu nákladov. Ďaleko viac ako polovica zákazníkov spoločnosti Zolar sa preto rozhodne pre fotovoltický systém s akumulačným systémom. V tomto prípade existujú dve ďalšie súčasti:

úložisko energie a
invertor batérie.

V nasledujúcej časti by sme vám chceli vysvetliť, aké úlohy jednotlivé komponenty vykonávajú.

Fotovoltaické moduly: elektrina zo strechy

Zďaleka najdôležitejšou súčasťou FV systému sú fotovoltaické moduly. Premieňajú ožarujúce slnečné svetlo na ekologický jednosmerný prúd (DC) a umožňujú tak v prvom rade nezávislé napájanie. Samotné moduly zvyčajne pozostávajú z až 60 solárnych článkov. V posledných rokoch sa na trhu presadili najmä monokryštalické solárne články, ktoré ohromujú svojou vysokou účinnosťou a čiernou farbou.

Pri výrobe monokryštalických solárnych článkov sa obvykle používa kremík z kremenného piesku, z ktorého sa na jeden článok formuje veľký kremíkový kryštál. Kryštál je zámerne „kontaminovaný“ cudzími atómami a solárny článok je zostavený v troch vrstvách. Jeden hovorí o kladne nabitej p- a záporne nabitej n-dopovanej kremíkovej vrstve a medznej vrstve medzi nimi. Toto sa nazýva aj spojenie p-n a vyznačuje sa vnútorným napäťovým poľom bunky.

Ak slnečné svetlo dopadá na slnečný článok, uvoľňujú sa nosiče pozitívneho a negatívneho náboja. Fotóny teda prenikajú a oddeľujú elektróny od svojich atómov. Zatiaľ čo tieto atómy teraz migrujú do vrstvy dotovanej n, elektrónové otvory, ktoré sa stali voľnými, sa pohybujú do vrstvy dotovanej p. Potom sú elektróny na prednej a zadnej strane solárneho článku odklonené cez kovovú kontaktnú vrstvu a pomocou vodivých dráh prúdia k toku. Takto sa vyrába elektrina.

Transport solárnej energie cez solárne káble

Takto vyrobená solárna energia sa potom prostredníctvom takzvaných solárnych alebo FV káblov prenáša do FV invertora. Jedná sa o špeciálne vyvinuté káble, ktoré navzájom spájajú jednotlivé solárne moduly a ďalšie komponenty fotovoltaického systému. Pretože káble podliehajú vysokým požiadavkám a používajú sa aj v exteriéroch, pri ich výbere by sa malo brať do úvahy niekoľko bodov.

Je dôležité zabezpečiť, aby boli solárne káble dostatočne izolované a odolné proti poveternostným vplyvom. Okrem toho by tieto oleje mali byť pokiaľ možno bez kyselín a halogénov. Vedenia káblov by navyše mali byť krátke a samotné solárne káble by mali byť čo najsilnejšie, aby sa zabránilo stratám káblov.

FV menič: jednosmerný prúd sa stáva striedavým prúdom

Solárne moduly generujú jednosmerný prúd. To však nemôže použiť väčšina zariadení v domácnosti. Za týmto účelom musí byť generovaný jednosmerný prúd najskôr prevedený na striedavý prúd. Úloha, ktorú prevezme FV menič. Existujú aj ďalšie dôležité funkcie, vďaka ktorým je invertor po fotovoltaických moduloch najdôležitejšou súčasťou solárneho systému.

Okrem premeny solárnej energie invertor reguluje aj svoj prívod do verejnej siete. Pretože solárna energia, ktorá nie je spotrebovaná elektronickými zariadeniami v domácnosti, je odvádzaná do verejnej elektrickej siete za tarifu výkupu podľa zákona o obnoviteľných zdrojoch energie (EEG). Invertor navyše monitoruje ďalšie dôležité parametre a odpojí solárny systém od elektrickej siete, akonáhle dôjde k poruche. Týmto spôsobom zariadenie tiež preberá dôležité ochranné funkcie.

Skladovanie elektriny: vysoká nezávislosť a úspora nákladov

Viac ako 60 percent zákazníkov spoločnosti Zolar sa rozhodne kúpiť si okrem solárneho systému aj vhodný systém na skladovanie energie. Týmto spôsobom môže byť solárnou energiou pokrytých až 80 percent vašich vlastných požiadaviek na elektrickú energiu. Toto nielenže vytvára nezávislosť, ale aj je ohľaduplné k životnému prostrediu a lacné. Pretože elektrina, ktorú si sami vyrobíte, stojí iba 8 až 10 centov za kilowatthodinu. Ušetrí to veľa peňazí v porovnaní s priemerom 30 centov za elektrinu z verejnej siete.

Solárna akumulačná jednotka berie solárnu energiu, ktorá nie je priamo spotrebovaná v domácnosti, ukladá ju a sprístupňuje v prípade potreby. Prevádzkovatelia sústavy už nemusia napájať nevyužitú solárnu energiu priamo do verejnej siete. Namiesto toho ho môžu použiť aj vtedy, keď solárny systém už negeneruje elektrinu, teda večer alebo v noci. Keďže výkupná cena teraz výrazne poklesla a na úrovni 9,44 centov/kWh (k aprílu 2020) je niekedy dokonca nižšia ako výrobné náklady, odporúča sa predovšetkým vysoká úroveň vlastnej spotreby.

Poznámka: Solárne akumulačné systémy ukladajú jednosmerný prúd, a preto je potrebný ďalší invertor batérie. V závislosti od topológie systému prichádzajú do úvahy rôzne modely. V systéme striedavého prúdu musí invertor batérie prevádzať striedavý prúd, ktorý už bol prevedený FV meničom, späť na jednosmerný prúd. V jednosmernom systéme sú naopak FV invertor a batériový invertor spojené v jednom prístroji. Generovaný jednosmerný prúd sa ukladá priamo a na požadovaný prúd sa prevádza iba v prípade potreby.

Systémy DC sľubujú obzvlášť nízke straty pri konverzii, ale často sú vhodné iba pre nové inštalácie. Systémy striedavého prúdu je na druhej strane možné flexibilne používať vďaka samostatnému invertoru batérií a sú obzvlášť vhodné na dodatočné vybavenie systémov na skladovanie elektrickej energie. V zolar budete informovaní o rôznych typoch systémov. V rozhovore so svojím osobným poradcom rýchlo zistíte, ktorý model je pre vás vhodný.

Zhrnutie a záver

Solárne systémy využívajú slnečnú energiu na výrobu lacnej a ekologickej slnečnej energie. Na to netreba veľa. Keď solárne články generujú jednosmerný prúd, vedie to cez solárne káble do meniča. Tu sa prevádza na bežný striedavý prúd pre domácnosť. Potom ho môžu používať elektronické zariadenia v domácnosti. Prebytočná solárna energia sa potom dodáva do verejnej siete, za čo dostane prevádzkovateľ odmenu EEG.

Ak však chcete maximalizovať svoju nezávislosť a tým úsporu nákladov, mali by ste použiť systém napájania. Do verejnej siete sa dodáva menej elektriny a väčšina dopytu po elektrine je pokrytá solárnou energiou. Takto získavate výhody niekoľkými spôsobmi:

Stanete sa menej závislí od dodávateľa elektriny a rastúcich cien elektriny.
Vyrábajú ekologickú zelenú elektrinu a aktívne prispievajú k prechodu na energiu.
Znižujete svoje náklady na elektrinu a dlhodobo šetríte peniaze.

Nechajte zolar pripraviť vašu individuálnu ponuku na nákup a inštaláciu solárneho systému ešte dnes!