Baterie słoneczne, czyli prąd za darmo

Słońce dostarcza Ziemi ogromne ilości energii. Co więcej dostarcza ją zupełnie za darmo. Warto jest pomyśleć nad wykorzystaniem tak dogodnej sytuacji. W czasie 4 minut Słońce dostarcza Ziemi takiej energii, ile zużywa się w ciągu pół roku. Niewątpliwie, aby uzyskać darmowy prąd pochodzący z przetwarzania energii słonecznej dla celów ekonomicznych niezbędne są baterie słoneczne.

Zobacz także:

Panele fotowoltaiczne - zestawienie oferty producentów

fot.: Solsum  - panele fotowoltaiczne można montować zarówno na ziemi wykorzystując specjalne stelaże, również te podążające za słońcem, jak również na dachu lub zamiast pokrycia dachowego

Jak i gdzie zamontować baterie słoneczne

Naczelną zasadą stosowaną przy montażu baterii słonecznych jest konieczność ich skierowania na południe. Jest to wymóg, którego należy przestrzegać, aby zapewnić jak największą ich skuteczność. W domach jednorodzinnych baterie zazwyczaj umieszczane są na dachach: bezpośrednio na pokryciu - gdy dach jest spadzisty lub też na stojakach nad jego powierzchnią. Baterie słoneczne mogą być także zamontowane na: ścianach budynków, dachach przybudówek oraz w innych miejscach.

fot.: Solsum - różne sposoby montażu baterii słonecznych na potrzeby indywidualne oraz na skalą przemysłową (tzw. farmy fotowoltaiczne)

Małe baterie słoneczne można zamontować samodzielnie na podstawie instrukcji montażu. Natomiast wykonanie większych instalacji lepiej powierzyć fachowcom. Ogniwa fotowoltaiczne znajdują swoje zastosowanie w rolnictwie, np. do zasilania różnego rodzaju suszarni, wentylacji pomieszczeń, napędzania pomp nawadniających pola uprawne lub napowietrzania stawów rybnych. Układy autonomiczne nie są wymagane w zastosowaniach, gdzie zapotrzebowanie na energię danego odbiornika pokrywa się z czasem, w którym akurat promienie słoneczne docierają do ogniw.

Ilość energii dostarczanej przez Słońce (w W/m²) w różnych warunkach:

• czyste niebo - 1 000
• lekkie zachmurzenie - 600
• Słońce za białą warstwą chmur - 300
• okres zimowy - 100

Instalacja solarna - bateria słoneczna a kolektor

Na rynku energetyki słonecznej można spotkać:

• panele /baterie słoneczne - ogniwa fotowoltaiczne

fot.: Solsum - budowa generatora solarnego w różnych wariantach wykonania

• kolektory słoneczne - solary występujące w dwóch wariantach: kolektory cieczowe – płaskie oraz rurowe próżniowe - powietrzne
   

fot.: Wykorzystanie energii słonecznej - instalacja na fotoogniwach oraz na kolektorach słonecznych w domu jednorodzinnym

Przetwarzanie energii słonecznej odbywa się na drodze konwersji promieniowania słonecznego na ciepło (konwersja fototermiczna) lub energię elektryczną (konwersja fotowoltaiczna).

W ramach realizacji pierwszego typu fotokonwersji wykorzystuje się kolektory słoneczne, w których używa się absorberów pochłaniających jak największe ilości energii pochodzącej z promieniowania słonecznego. Z absorberem współpracuje system rur, najczęściej miedzianych wypełnionych cieczą solarną, np. glikolem, która krążąc w zamkniętej instalacji przenosi ciepło do odbiornika. Najpopularniejszym zastosowaniem tego typu instalacji jest przygotowanie ciepłej wody użytkowej, choć może być również wykorzystana do ogrzewania domu.
 

Do przemian fotowoltaicznych wykorzystuje się drugi rodzaj urządzeń techniki solarnej, czyli baterie (ogniwa) słoneczne składające się na panele fotowoltaiczne. Ogniwo jest półprzewodnikiem zbudowanym zazwyczaj z cienkiej płytki krzemowej generującej wewnętrzne zjawisko fotowoltaiczne prowadzące do powstania napięcie elektrycznego, a w konsekwencji prądu. Powstanie odpowiednich różnic potencjałów ogniwa łączone są szeregowo lub równolegle w moduły. Taki moduł może mieć powierzchnię od 0,3 - 1 m² oraz moc szczytową w przedziale 30 - 120 W (w pojedynczym ogniwie napięcie nieznacznie przekracza 0,5 V, a moc 2 W).

Oba urządzenia wykorzystują to samo medium, czyli promieniowanie słoneczne, jednak sprawność kolektorów kształtuje się na poziomie 80%, podczas gdy ogniwa wykazują sprawność na poziomie 10-16%.
 

Instalacje solarne bardzo często łączy się w tak zwane układy dualne, w których darmowa energia z odnawialnych źródeł wspomaga konwencjonalne źródła ciepła. Na przykład instalacja gazowa ogrzewa c.w.u. w czasie zachmurzonych dni, a gdy Słońce świeci funkcję tą przejmują kolektory słoneczne.  

Przydomowa elektrownia słoneczna - koszt realizacji

Własna elektrownia na dachu to spora inwestycja, jednak ceny ogniw fotowoltaicznych ciągle spadają.  W sprzedaży dostępne są moduły monokrystaliczne, polikrystaliczne i cienkowarstwowe.

Koszty instalacji PV (fotowoltaicznej) składają się z kilku elementów. Oprócz ceny paneli należy uwzględnić koszt instalacji stałoprądowej, prac ziemnych i projektowo - instalacyjnych. W przypadku montażu czujników kierunku padania światła słonecznego na panel w postaci trackerów, konieczne jest uwzględnieni ich wartości w kosztorysie inwestycji. Producenci baterii udzielają gwarancji na żywotność układu przy spadku mocy nominalnej nie większej niż 20% na okres 25 lat.

Instalacja fotowoltaiczna jest również inwestycją zwiększającą wartość nieruchomości, na której jest zainstalowana oraz nakładem na rzecz OZE (Odnawialone Źródła Energii).
 

Instalacja fotowoltaiczna to jednorazowy nakład finansowy. Wykorzystanie wyprodukowanej energii w domu to zysk i oszczędność. W sytuacji gdy produkowanej energii jest więcej niż zużywa się w danym gospodarstwie domowym, przepływa ona do sieci dystrybucyjnej (musi ona spełniać określone warunki techniczne). Proces ten jest w pełni zautomatyzowany i przebiega samoistnie. Podobnie jest, gdy energii ze słońca jest zbyt mało w stosunku do bieżącego zapotrzebowania. Wówczas, niezauważalnie dla użytkownika, instalacja przełącza się na sieć zewnętrzną w całości lub uzupełnia sobie brakującą część z sieci energetycznej.

fot.: Schemat instalacji fotowoltaicznej współpracującej z lokalną siecią energetyczną

Odsprzedawanie energii do sieci dystrybucyjnej pozwala na zysk. W zależności od wielkości zużycia prądu przez gospodarstwo domowe oraz rodzaju i wielkości instalacji, system PV zwróci się w ciągu 7-10 lat. Bardzo ważnym ogniwem w tym systemie są regulacje prawne dotyczące warunków sprzedaży nadwyżki prądu. Zgodnie z nowym projektem ustawy o OZE wprowadzone będą taryfy gwarantowane dla poszczególnych mocy. Wykonując przyłącze do lokalnej sieci, operator będzie zobowiązany założyć i pokryć koszty licznika, który pracuje w systemie dwukierunkowym. Różnica między energią wyprodukowaną i zużytą oraz pobraną z sieci będzie podlegała rozrachunkowi na ustawowo określonych warunkach.
 

Zobacz także:

Zasady rozliczeń mikroinstalacji wg ustawy OZE

Moduły fotowoltaiczne - najczęściej spotykane zastosowania to:

• zasilanie budynków w obszarach położonych poza zasięgiem sieci energetycznej,
• zasilanie instalacji pompowych, do nawadniania pól i do dostarczania wody do gospodarstw domowych oraz rolnych,
• zasilanie domków letniskowych jak również zasilanie na łódkach i w przyczepach campingowych,
• produkcja energii w małych przydomowych elektrowniach słonecznych do odsprzedaży do sieci,
• zasilanie urządzeń telekomunikacyjnych, sygnalizacyjnych oraz automatyki przemysłowej.

Zobacz także:

Fotowoltaika w teorii i praktyce