Fotowoltaika na dachu - konstrukcja, podstawy

Fotowoltaika - słońce zamienia się w prąd

Układy słoneczne na dachu domu © electriceye, stock.adobe.com Ogniwo słoneczne to mały cud technologiczny: do produkcji energii elektrycznej nie potrzeba niczego więcej niż padających na nie promieni słonecznych. Wynika to z jednej strony z materiału, z którego jest wykonana, z drugiej z tzw. Efektu grudnia. To prawo fizyczne mówi, że napięcie elektryczne jest wytwarzane, gdy tylko światło padnie na półprzewodnik. Dokładnie tak jest w przypadku ogniwa fotowoltaicznego: zwykle jest ono wykonane z krzemu - materiału półprzewodnikowego. Fotony zawarte w promieniach słonecznych uwalniają elektrony z tego materiału, które można wykorzystać jako energię elektryczną. Wytworzone elektryczne napięcie stałe wynosi około 1,4 wolta.Ilość wytwarzanej energii rośnie wraz z natężeniem promieniowania słonecznego padającego na ogniwa słoneczne.

Różne rodzaje ogniw słonecznych

Nie wszystkie ogniwa słoneczne są takie same. Podobnie jak w przypadku większości technologii, również w tym obszarze istnieją różne metody produkcji. Istnieją trzy różne typy ogniw wykonanych z krzemu:

Struktura ogniwa słonecznego

Ogniwa monokrystaliczne: ten typ ogniwa słonecznego osiąga najwyższą wydajność. Jednak do produkcji potrzeba największej ilości energii.
Ogniwa polikrystaliczne: ogniwa polikrystaliczne są niedrogie w produkcji, ale pozostają w tyle za ogniwami monokrystalicznymi. Niemniej jednak ogniwa polikrystaliczne mają największy udział w zastosowaniu w modułach fotowoltaicznych
Ogniwa amorficzne: ten typ ogniwa jest wytwarzany w procesie cienkowarstwowym, ale jego wydajność w świetle słonecznym jest stosunkowo niska. Amorficzne ogniwa są używane głównie w małych aplikacjach, na przykład w kieszonkowych kalkulatorach i zegarkach.

Polikrystaliczne lub monokrystaliczne ogniwa słoneczne Wskazówka: znajdź najtańsze firmy zajmujące się energią słoneczną, porównaj oferty i oszczędzaj.

Wiele ogniw, jeden moduł - budowa systemu fotowoltaicznego

Ogniwo słoneczne nie tworzy jeszcze systemu fotowoltaicznego. Aby oszczędnie wykorzystywać energię słoneczną, niezbędny jest złożony, skoordynowany system. Podstawowe elementy systemu fotowoltaicznego to:

Moduły słoneczne
Liczniki podawania i / lub zużycia
Falownik

Fotowoltaika: Schemat systemu podłączonego do sieci

W niebieskawo połyskujących modułach słonecznych, które w coraz większym stopniu kształtują krajobraz, poszczególne ogniwa słoneczne są połączone szeregowo, tworząc jednostki. Dlatego wytwarzają znacznie wyższe napięcie niż pojedyncze ogniwo. Do uzyskania jednego kilowata mocy znamionowej potrzeba około 8 do 10 metrów kwadratowych powierzchni modułu. System następnie wytwarza roczną produkcję około 80 do 110 kilowatogodzin na metr kwadratowy.

Energia elektryczna może być dostarczona do publicznej sieci zasilającej lub zużyta samodzielnie. Ilość wyprodukowanej energii elektrycznej jest rejestrowana przez licznik podawania lub zużycia.

Jednak zanim będzie można go użyć, należy podjąć decydujący krok pośredni: prąd stały jest generowany przez fotowoltaikę. Jednak niemiecka sieć energetyczna i praktycznie wszystkie urządzenia konsumenckie są zasilane prądem przemiennym. Dlatego konieczne jest przejście z napięcia stałego na przemienne. Tak zwany falownik przejmuje to ważne zadanie.

Falownik wyjaśniony

Używaj go samodzielnie lub podawaj - co robisz z wytwarzaną energią elektryczną?

Przez długi czas instalacja systemów fotowoltaicznych była inwestycją finansową w czystą produkcję i zasilanie energią elektryczną. Uwzględniono finansowanie określone w ustawie o odnawialnych źródłach energii (EEG) i założono system dla określonego zysku. Całość wytworzonej energii elektrycznej trafiała do sieci zasilającej w ramach taryfy gwarantowanej, która dzięki EEG była znacznie wyższa niż cena za kilowatogodzinę energii elektrycznej wytwarzanej konwencjonalnie. EEG jest dziś nadal dotowane, ale jest coraz bardziej obniżane ze względu na spadające ceny systemów fotowoltaicznych. Niemniej jednak podejście systemu fotowoltaicznego jako inwestycji jest nadal ekonomiczne.

Jednak w czasach rosnących cen energii elektrycznej, oprócz czystego wprowadzania wytworzonej energii, coraz ważniejsze staje się zużycie własne. Idea, która się za tym kryje: im więcej potrzebujesz energii elektrycznej z własnej produkcji, tym mniej trzeba ją kupić od dostawcy energii. Zużycie własne oznacza dla właściciela systemu większą niezależność od zmian cen na rynku energii elektrycznej.

Drogi prąd od operatora sieci: Nie, dziękuję

Inteligentne magazynowanie energii dla najlepszej wydajności

W toku samodzielnego użytkowania w ostatnich latach wiele się wydarzyło w dziedzinie nowoczesnych technologii magazynowania. Obecnie sprytne systemy akumulatorów można zintegrować z całym systemem, który może przechowywać energię elektryczną wytwarzaną w słoneczne dni przez określony czas. Działają na tej samej zasadzie co bateria, tylko na znacznie większą skalę. Oznacza to, że energia słoneczna jest dostępna również w nocy, kiedy wytwarzanie energii jest zakłócane przez warunki naturalne. Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems (ISE) obliczył, że gospodarstwo domowe może zmniejszyć zużycie energii elektrycznej z sieci publicznej nawet o 60 procent, instalując lokalny system magazynowania baterii. Dzięki magazynowaniu energii udział energii elektrycznej wytwarzanej samodzielnie może wzrosnąć ponad dwukrotnie.Zapewnia to największe możliwe oszczędności na rachunku za prąd.

Sprytne: systemy magazynowania energii przechowują energię nawet wtedy, gdy nie jest ona zużywana

Energia słoneczna jako paliwo do samochodu

Energii słonecznej można również używać daleko poza swoimi czterema ścianami. Można sobie na przykład wyobrazić, że samochód zasilany elektrycznie jest ładowany przez moduły słoneczne na dachu w okresach wysokiej produkcji energii elektrycznej. Obecnie bada się potencjał tego związku między zdecentralizowanym wytwarzaniem energii słonecznej a życiem codziennym.