Solarne fotonaponske elektrane

1. Prednosti i slabosti “fotonapona”

Korisnici često pribjegavaju fotonaponskim sustavima jer je u pitanju način dobivanja električne energije koji ne šteti okolišu, ne stvara štetne emisije, pri tome je vrlo je tih i nesmetan. Sustav ima i negativne značajke, još uvijek ima malu učinkovitost i relativno je skup.

2. Kada se sustav upotrebljava?

Fotonaponski sustav možemo gotovo uvijek upotrijebiti. Često se upotrebljava za objekte koji su udaljeni od javne električne mreže (samotna poljoprivredna gospodarstva, planinske kolibe i sl.). Sve češće se upotrebljava za objekte koji su smješteni u blizini centralne električne mreže, osobito kada korisnici žele čist i održiv izvor električne energije. Unatoč činjenici da objekt dobiva električnu energiju iz fotonaponskog sustava, obično je također priključen na javnu mrežu. Tako u mjesecima s manje sunca dobivamo električnu energiju iz mreže, a u mjesecima s puno sunca možemo prodati energiju natrag u centralnu mrežu.

3. Kako fotonaponski sustav djeluje?

Osnova fotonaponskog sustava je solarna ili fotonaponska ćelija koja pretvara fotone u električnu energiju. Fotoni koji pogode solarnu ćeliju prodiru u unutrašnjost i izbijaju elektrone u ćeliji. Elektroni u ćeliji počinju se kretati, a njihovo kretanje uzrokuje električnu struju. Fotonaponske ćelije se najčešće sastoje od silicija. Solarne ćelije grupirane su u panele ili solarne module.

Kod autonomnih sustava (“off-grid”), dio fotonaponskog sustava su regulator punjenja, akumulatori i baterijski pretvarač (inverter).

Kad objekt nije priključen na javnu električnu mrežu, potpuno je autonoman. Tada treba u sustav ugraditi dodatni agregat. Sustav ponekad, posebno u lošim vremenskim uvjetima, ne može osigurati dovoljno električne energije, pa moramo upotrijebiti generator.

Kod mrežnih fotonaponskih sustava ili elektrana (koji se koriste puno češće od autonomnih sustava) osnovni element, uz već spomenute module-panele je mrežni inverter. 

4. Učinkovitost fotonapona

Najbolju učinkovitost zasad postižu monokristalne silicijske ćelije, u općoj upotrebi one ostvaruju učinkovitost do 21 %. Postoje i polikristalne solarne ćelije, koje u općoj upotrebi postižu učinkovitost do 18 %.

5. Određivanje veličine sustava

Kod autonomnih sustava (bez standardnog priključka elektroenergetske mreže) dimenzioniranje elemenata sustava vrši se prema sljedećin parametrima:

-          postoji li mogućnost korištenja nekog dodatnog izvora el. energije (benzinskog ili dizel generatora, pomoćne elektro mreže, vjetrogenerator)
-          dnevno-tjedni način korištenja (svakodnevno,  samo vikendima, povremeno, samo danju)
-          godišnji način korištenja – cjelogodišnji za stalni boravak, samo ljeti, samo u određenom dijelu godine
-          koja će se električna trošila koristiti i u kojem vremenskom dnevnom trajanju

Kod mrežnih sustava dimenzioniranje elemenata sustava vrši se prema sljedećin parametrima:
-          potrošnja el. energije
-          vrsta EE priključka (monofazni ili trofazni)

Uz ove parametre, za obje vrste sustava potrebno je uzeti u obzir i:
-          poziciju objekta
-          vrstu, položaj i orijentaciju krova
-          moguću osjenčanost krova okolnim preprekama (susjedni objekti, drveće i slično)

6. Na što obratiti pažnju prilikom instaliranja solarnih modula?

Lokacija postavljanja solarnih modula iznimno je važna. Moramo ih smjestiti tako da obuhvate što više solarne energije:

1) solarni moduli trebaju biti usmjereni što više prema jugu,
2) module treba postaviti u nagibu između 10 i 30°
3) osunčanost lokacije treba biti što dulja
4) solarni moduli obično se postavljaju na krovove ili nadstrešnice.

Nekad su se koristili i posebnisustavi za praćenje (“tracking sustav”) koji su instalirani tako da slijede sunce (mogu biti jednoosni ili dvoosni). Ovakvi sustavise uglavnom više ne koriste iz razloga velikog pada cijena na tržištu FN modula (panela).

7. Solarna elektrana – cijena

Cijenu fotonaponskih autonomnih sustava je nemoguće definirati bez ulaznih informacija većeg broja parametara, dok se cijene mrežnih sustava kreću između 1.100 i 1.900 EUR po kW instalirane snage (sa projektima, ishodovanjem potrebne dokumentacije i ugradnjom).