Newsletter

zapisz się »

Producenci

Dla Użytkowników - systemy solarne w praktyce


 



 

 

 

 



Motto działania wszystkich systemów solarnych

1. im prostszy system tym lepiej !
2. jakość systemów solarnych stanowi o ich rentowności i długoletnim użytkowaniu !
3. moc i sprawność systemów solarnych to dwie różne kwestie !

Informacje dla zainteresowanych systemami solarnymi

» 
Rodzaje systemów solarnych
» Słońce źródłem energii ?
» Przeznaczenie systemów solarnych ?
» Jakie realne korzyści ?
» Planowanie własnego systemu solarnego
» Komponenty systemów i ich wyznaczniki jakości
» Zasilanie solarne dla urządzeń mobilnych i akumulatorów
»
 Własna elektrownia słoneczna
» Kolektory słoneczne, piec na dachu - ogrzewanie wody użytkowej, domu, basenu
» Dopłaty do kolektorów słonecznych, finansowanie
» Planuję budowę domu, co warto wiedzieć ?
» Energia ze światła, koncept na przyszłość ? 
 
Informacje dla posiadaczy systemów solarnych

» Monitorowanie własnego systemu solarnego
» Usterki i błędy w pracy systemów solarnych
» Optymalizacja pracy systemów solarnych
» Konserwacja i serwisowanie systemów solarnych

 

 



Dwa główne rodzaje systemów solarnych - dwa światy


   PV - fotowoltaiczny system solarny, określany międzynarodowo skrótem PV, produkujący energie elektryczną, prąd.

   Termia - termiczny systemy solarny, kolektory słoneczne produkujące ciepłą wodę użytkową i wspierające ogrzewanie.
 

PV i Termia to dwa kompletnie różne systemy, chodź na dachu dla laika trudne do rozróżnienia. Wszystkie poniżej przedstawione informacje rozgraniczają te systemy i opisują ich specyfikę działania osobno. System PV (moduły PV) produkują prąd, system termiczny (kolektory słoneczne) energie cieplną.


Słońce: źródło energii, naturalny reaktor plazmowy

Tak, również technologia solarna bazuje na technologii nuklearnej, ale w bezpieczny sposób. Słońce i jego promieniowanie w naturze stanowi główne źródło energii, a węgiel, gaz, ropa to również energia solarna - skompostowana na przestrzeni milionów lat. Całkiem niedawno opanowano technologię bezpośredniej produkcji energii z promieniowania słonecznego. Efekt fotowoltaiczny, nazywany na świecie międzynarodowym skrótem PV (eng. PhotoVoltaic), umożliwia produkcję energii elektrycznej, a dla jego działania nie jest potrzebne bezpośrednie promieniowanie słoneczne, aczkolwiek optymalne. Dobrej jakości system solarny działa również w dni pochmurne, na bazie promieniowania dyfuzyjnego, rozproszonego. Istnieją też technologie PV produkujące energie elektryczną w nocy, na bazie odbitego światła księżyca znajdując zastosowanie w specjalistycznych, morskich bojach pomiarowych. W ciągu ostatnich lat technologie solarne, a w szczególności PV, stały się produktem masowym i ogólnodostępnym. Pierwotnie systemy PV przeznaczone dla zasilania pojazdów kosmicznych, na ziemi sprawdził się już w kalkulatorach i lampkach ogrodowych. Dzisiaj wykorzystując ten sam efekt instaluje się elektrownie słoneczne produkujące czystą, nieograniczoną i odnawialną energie elektryczną ze światła. Zasada działanie jest prosta, moduły PV (potocznie nazywane bateriami słonecznymi) w kontakcie z promieniowaniem słonecznym produkują energie elektryczną lub jak w przypadku kolektorów słonecznych cieplną. Sprawność komercyjnych systemów PV mieści się w przedziale 7-22%, a dla kolektorów słonecznych wynosi około 80%. Sprawność wynika z technologii i informuje o stopniu konwersji (zamiany) promieniowania słonecznego na prąd lub energie cieplną. Moc systemów solarnych podawana w watach (Wp) nie świadczy o ich sprawności (!).

Przeznaczenie  systemów solarnych

Systemy solarne produkują prąd lub ciepło. W przypadku systemów PV produkujących prąd (energie elektryczną) możliwość ich wykorzystania jest bardzo szeroka, bo praktycznie we wszystkich urządzeniach zasilanych energią elektryczną uznawaną za najbardziej uniwersalną formę energii. Energia elektryczna wymaga jednak pewnej adaptacji systemowej, głównie rodzaju napięcia (V). Standardowo funkcjonują trzy środowiska napięcia:

  • 5-6V prądu stałego (DC) w urządzeniach mobilnych (telefonach komórkowych, MP3, GPS, itp) 
  • 12V prądu stałego (DC) w samochodach, kamperach, łodziach, domkach letniskowych oraz
  • 230V prądu przemiennego (AC) typowego dla instalacji elektrycznych w domu, biurze, firmie.


Technologia PV produkuje zawsze prąd stały i jest tym samym kompatybilna z urządzeniami zasilanymi prądem stałym,
umożliwiając bezpośrednie podłączenie np. do ładowarek słonecznych dla urządzeń mobilnych (telefonów, MP3 czy GPS) pracujących w środowisku napięcia 5-6V.  Ze względu na niewielkie rozmiary i potrzebne moce, mobilne ładowarki solarne zazwyczaj akumulują energie elektryczną w zintegrowanych akumulatorach, umożliwiając jej wykorzystanie w dowolnym czasie, w nocy lub w plecaku bez dostępu do światła. Podobnie w wyspowych systemach zasilania o napięciu 12V w mobilnych ładowarkach samochodowych, systemach zasilania solarnego do kamperów czy domków letniskowych, gdzie produkowany prąd również magazynowany jest w akumulatorach, ale większych rozmiarów. Wyspowe i autonomiczne systemy zasilania są zazwyczaj odłączone od lokalnej sieci energetycznej (PV Offgrid), a ich schemat działania stosunkowo prosty: moduł PV, regulator, akumulator. Stosowanie regulatora ładowania ma na celu ochronę akumulatora przed przeładowaniem.

W przypadku elektrowni słonecznych schemat jest bardzo podobny: moduł PV, inwerter, sieć, przy czym role akumulatora pełni lokalna sieć energetyczna. Systemy elektrowni słonecznych podłączone do sieci (PV Ongrid) instalowane są na dachach budynków lub w naziemnych parkach solarnych i stanowią w Europie zdecydowaną większość instalowanych systemów solarnych. Prąd stały wyprodukowany i typowy dla systemów PV, zamieniany jest za pośrednictwem inwertera na prąd przemienny w środowisku napięcia 230V (1- lub 3-fazowo w zależności od mocy systemu) i wedle konfiguracji inwertera może być przeznaczony do użytku własnego w domowej instalacji elektrycznej (zużycie własne) lub odprowadzany do lokalnej sieci energetycznej (sprzedaż prądu). Kierunkowaniem przeznaczenia prądu zarządza inwerter, który w przeciągu milisekund i wedle ustawień priorytetów decyduje o jego przeznaczeniu
dla użytku własnego (konsumpcja), odprowadzenie do sieci (sprzedaż) oraz poborze energii elektrycznej np. w nocy (zakup). W przypadku komercyjnych elektrowni słonecznych, wyprodukowany prąd odprowadzany, sprzedawany jest bezpośrednio do lokalnej sieci energetycznej, a rentowność takiego systemu zależy od ceny skupu prądu i jest regulowana przez krajowe ustawodastwo w tym zakresie (więcej infromacji na tematu skupu prądu poniżej w dziale "własna elektrownia słoneczna").

W przypadku temicznych systemów solarnych (kolektorów słonecznych) produkujących energie cieplną, przeznaczoną dla podgrzewania ciepłej wody użytkowej (CWU) lub ogrzewania budynków (CO), dobry kolektor słoneczny to piec na dachu. Piec na darmowe i nieograniczone paliwo - energię słoneczną. Produkowana przez kolektory energia cieplna, magazynowana jest w zbiornikach solarnych (bojlerach) lub basenach. Zbiorniki solarne, wedle rodzaju i schematu systemu mogą być zbiornikami 2-wężownicowymi (standardowe) dla podgrzewania ciepłej wody użytkowej lub buforowymi, wspierającymi niskotemperaturowe ogrzewanie podłogowe, mogą też być instalacjami basenowymi lub przemysłowymi wspierającymi produkcję ciepła technologicznego.

Jakie realne korzyści ? 


Fundamentalną korzyścią wynikającą z korzystania z systemów solarnych jest zamiana z konsumenta w producenta energii. Wszystkie otaczające nas urządzenia zużywają energie, moduły PV lub kolektory sloneczne jako jedne z pierwszych urządzeń w użytku domowym energię produkują, a każdy dzień i to niekoniecznie słoneczny stanowi zysk dla użytkownika. Wówczas każda kolejna podwyżka cen energii konwencjonalnej (gazu czy węgla) zwiększa rentowność systemów i zysk właściciela. Wszystkie kalkulacje rentowności opierają się na obecnych cenach energii gazu, węgla lub ropy, a inwestycja w system solarny zawsze ma charakter długofalowy (gwarancja na moduły PV sięga 25 lat, na kolektory 10). Trudno przewidzieć ceny energii konwencjonalnej w tak długich okresach czasu, należy się jednak spodziewać ich dalszego wzrostu, tak wynika z trendu ostatnich 10 lat. Bez względu na to czy ceny energii rosną czy maleją każdy system solarny pozwala chronić otaczającego nas środowisko poprzez mniejsze spalanie węgla lub gazu, co w aspekcie globalnym ma spore znaczenie, chodź wymaga też odpowiedniej świadomości wszystkich mieszkańców globu.

 
Ze względu na zróżnicowanie systemów solarnych, poniżej kilka realnych przykładów ich funkcjonowania:

Przykład 1: własna elektrownia słoneczna, system PV o mocy 5kW, w branży solarnej uznawany za system niewielkich rozmiarów, odpowiadający powierzchni instalacji na dachu około 35m2 wyprodukuje w Polskich warunkach geograficznych w ciągu roku około 4.750 kWh, czyli więcej energii elektrycznej aniżeli roczna konsumpcja standardowej rodziny 2+2, nie uwzględniając bilansu zużycia energii ogrzewania. Koszt takiego systemu ? porównywalny z zakupem nowego VW Polo - tyle kosztuje własna elektrownia słoneczna i autonomia w produkcji energii elektrycznej na następne 30 lat. Warunkiem takiego modelu jest ustawowa możliwość odprowadzenia wyprodukowanej energii do lokalnej sieci energetycznej wraz z możliwością jej rewersyjnego pobrania wedle zapotrzebowania. Model ten nazywany transferem energii netto znany i stosowany w wielu krajach Europy od lat bez konieczności subwencjonowania skupu prądu, w Polsce nie znalazł jeszcze odzwierciedlenia w praktyce.


Czy warto inwestować w system solarny ?


Tak, istnieją trzy główne argumenty:

1. 
Oszczędność
2. Komfort
3. Ekologia


Oszczędność wynika z faktu, iż systemy solarne jako jedne z pierwszych domowych urządzeń w prosty i niezależny sposób umożliwiają zamianę z konsumenta w producenta energii, co ma olbrzymie znaczenie i zawsze odnosi się do długoletniego i bezobsługowego charakteru pracy kążdego systemu solarnego. Szacunkowy zwrot inwestycji zależy w dużym stopniu od przeznaczenia systemu solarnego oraz regulacji prawnych danego kraju, np. w Polsce aktualnie trwającego program dopłat do kolektorów słonecznych i dla kolektorów  wynosi średnio około 8 lat, a dla systemów PV około 8-12 lat. Po tym okresie produkowana energia (cieplna lub elektryczna) stanowi dla właściciela systemu czysty zysk przez kolejne lata pracy systemu. Powyższe kalkulacje bazują na obecnych cenach źródeł energii konwencjonalnych prądu, gazu, wegla.  Cen których wzrost jest pewny i w przeciągu ostatnich 10 lat wyniósł dokładnie 100%, wówczas, po okresie 10 lat użytkowania systemu może okazać się, iż zwrot inwestycji jest o wiele szybszy, a ich rentowność większa niż pierwotnie zakładano. Czasami też własny system fotowoltaiczny (PV), zasilania solarnego dla telefonów, urządzeń mobilnych czy samochodów, łodzi, kamperów i domków letniskowyh może mieć charakter jedynej i taniej alternatywy w produkcji własnej energii elektrycznej.

Komfort w produkcji własnej energii jest bardzo wysoki, wszystkie systemy solarne produkują energie, cicho, dyskretnie i bezemisyjnie, a dobrej jakości system solarny uchodzi praktycznie za bezobsługowy i to na lata. Bieżące przeglądy odbywają się poprzez wizualną kontrolę stanu pracy systemu i nie wymagają wymiany jej mechanicznych elementów (poza kolektorami słonecznymi z zalecaną wymianą płynu solarnego co kilka lat, około 5-10 lat). Dla oceny wygody i komfortu, wynikających z posiadania własnego systemu solarnego, polecamy zasięgnąć opinii właścicieli instalacji solarnych, a w szczególności kolektorów słonecznych, najlepjej w drodze osobistej rozmowy. Postronne opinie oferentów, w tym nasza, zawsze będą obarczone ryzykiem promocji własnych produktów, czego w imię rzetelności informacji chcemy uniknąć, naszym zadaniem jest przedstawić Państwu wysokiej jakości technologię w dobrej cenie.    

Ekologia ma szczególnie w wymiarze globalnym ogromne znaczenie, szczególnie uwolnienie CO2 skompostowanego na przestrzeni ostatnich 300 milionów lat w formie energii solarej zawartej w węglu, gazie czy ropie, stanowi spore ryzyko dla naszego ekosystemu, chodź ocenę zjawiska zmian klimatycznych pozostawmy naukowcom. Ale każdy systemy solarny w przeciągu średniego, oczekiwanego okresu jego użytkowania, wyprodukuje około 10-20 krotnie więcej energii niż potrzeba do jego produkcji. Dużo zależy tutaj od technologii i rodzaju systemu. Ale mając świadomość produkucji własnej energii na bazie darmowej i nieograniczonej energii słońca, każda oszczędność w zużyciu konwencjonlanych i nieodnawialnych źródeł energii ma spore znaczenie również dla przyszłych pokoleń i duży wkład w ochronę otaczającego nas środowiska. 


 
Optymalne warunki pracy systemów solarnych

Dla optymalnego działania wszystkich systemów solarnych (do trwałej zabudowy) należy wykorzystać południową ekspozycje słońca, o kącie nachylenia od 35° do 45°. Dla mobilnych systemów PV, solarnych ładowarek telefonicznych czy samochodowych optymalnym jest skierować je w kierunku słońca wedle jego aktualnego położenia. 



Mobilne ładowarki telefoniczne, system PV Mobile

System przeznaczony do zasilania urządzeń mobilnych, z dużą kompatybilnością komponentów systemu. Solarne ładowarki telefoniczne umożliwiają autonomię w zasilaniu telefonów komórkowych nie tylko globetroterom. W przypadku mobilnych ładowarek należy zwrócić szczególną uwagę na mocy ładownia, która dla standardowych telefonów (oraz PDA, GPS, MP3, aparatów telefonicznych i kamer cyfrowych) waha się dla napięcia 5-6V oraz natężenia prądu 500-800mA. Dla ich prawidłowego działania należy porównać parametry na wyjściu ładowarki solarnej z parametrami urządzenia zasilanego/ładowanego. Należy bezwzględnie unikać ładowania prądem o wyższych parametrach aniżeli podane na zasilanym/ładowanym
urządzeniu. W przypadku ładowarek słonecznych ze zintegrowanym akumulatorem (w ładowarce słonecznej) należy zachować następującą zasadę: należy porównać wielkość akumulatora w ładowarce słonecznej i ładowanym urządzeniu (telefonie, MP3, innym). Optymalnie pojemność akumulatora ładowarki słonecznej powinna być większa o około 20% od pojemności akumulatora telefonu komórkowego. Podczas transferu energii z akumulatora ładowarki na telefon, około 20% transferowanej energii stanowi stratę, wydzielaną w postaci ciepła przez akumulator ładowarki.
Przykład: mobilna ładowarka solarna posiadająca wbudowany akumulator (w pełni naładowany) o pojemności 1500mAh, naładuje w pełni (w 100%) telefon lub inne urządzenie mobilne z akumulatorem o pojemności około 1200mAh i taka lub mniejsza powinna być optymalna pojemność akumulatora telefonu, pozwalająca na jego całkowite naładowanie
(standardowy telefon komórkowy posiada pojemność akumulatora około 800-1000mAh). Zasada ta dotyczy wszystkich akumulatorów mobilnych, których sprawność na poziomie 80-90% stanowi o ich dobrej jakości. Słabej jakości akumulatory posiadają sprawności rzędu 50% i mniejsze, konwertując spore straty energii w ciepło i układ systemu. 


Mobilne ładowarki samochodowe, system PV Mobile

W przypadku solarnych ładowarek samochodowych, ładowanie odbywa się za pośrednictwem wtyczki gniazdka zapalniczki samochodowej, klemy do akumulatora lub gniazda interface OBD2. Przed podłączeniem ładowarki należy upewnić się, iż wyciągnięcie kluczyków ze stacyjki nie odcina przepływu prądu do i z gniazdka zapalniczki, jeżeli zapalniczka nie działa, należy podłączyć ładowarkę za pomocą klem do akumulatora lub interfec'm OBD2 (wyposażenie opcjonalne, zależne od modelu ładowarki).
Dla naładowania akumulatora w środowisku napięcia 12V, typowego dla samochodów, motocykli czy maszyn rolniczych, napięcie generowane przez moduł PV powinno być wyższe i wynosić około 15-17V. Każda dobrej jakości ładowarka samochodowa reguluje poziom napięcia (V) automatycznie, a istotniejszym jest natężenie prądu (mA) jakim akumulator jest ładowany. Stosowanie samochodowych ładowarek słonecznych pozwala na uniknięcie tzw. głębokich rozładowań akumulatora (jego trwałego uszkodzenia), występującego w efekcie poboru prądu przez elektronikę pojazdu podczas okresów jego nieużytkowania. Efekt ten potęgowany jest szczególnie przez niskie temperatury otoczenia w okresach zimowych. Ładowarka solarna umożliwia podtrzymanie stałego napięcie w akumulatorze oraz jego stałą gotowość pracy, autonomicznie, bez konieczności demontażu akumulatora celem ochrony przed niskimi temperaturami, czy wymogiem podłączenia prostownika zasilanego z sieci energetycznej.
Ładowarki te są bardzo praktyczne, wygodne i autonomiczne w zastosowaniu do wszystkich pojazdów mechanicznych z przerwami w ich użytkowania (floty komisów samochodowych, maszyny rolnicze, łodzie, samochody i motocykle użytkowane sezonowo).
Solarne ładowarki samochodowe o mocy nominalnej większej niż 4Wp (~260mA) podłączone do akumulatorów o pojemności większej około 60Ah wymagają stosowania regulatora ładowania (chroniącego ładowany akumulator przed przeładowaniem). Wówczas zalecamy stosowanie np. profesjonalnej ładowarki samochodowej firmy ICP Solar o mocy nominalnej 4,3Wp ze zintegrowanym regulatorem ładowania i interface'm OBD2 pozwalającym na bezpośrednią integracje ładowarki z elektroniką samochodu.

Polecamy nasz kalkulator PV pozwalający obliczyć własne zapotrzebowanie mocy PV w zależności od pojemności akumulatora lub odwrotnie (kalkulator nr. 2 i 3). Dla uzyskania orientacyjnych parametrów ładowania akumulatorów/pojazdów z zimowymi przestojami zalecamy założyć "Dni bez poboru prądu (ilość cykli ładowania)" około 90 dni.



Ładowarki słoneczne dla urządzeń mobilnych (telefonów, MP3, GPS i innych) pracujących również w środowisku prądu stałego i napięcia
5-6V, ze zględu na niewielkie rozmiary i moce posiadają zintegrowany akumulator, który ładowany z panelu solarego umożliwia akumulowanie energii elektrycznej jej wykorzystanie w dowolnym czasie, w nocy lub w plecaku (bez dostępu do światła). Powyższe systemy PV (wyspowe i autonomiczne) funkcjonują za pośrednictwem zintegrowanych akumulatorów dla magazynowania energii.
eborx - fotowoltaiczne systemy solarne
Solar for Kids fotowoltaiczny blog pvshop na facebook eborx on youtube
Sklep internetowy Shoper.pl