Panouri fotovoltaice

Prezentare generala – Panouri fotovoltaice

Panouri fotovoltaice – realizeaza conversia directa a energiei radiatiei solare in energie electrica, fara poluare sonora si fara emisia unor gaze poluante in mediul ambiant. Panouri fotovoltaice folosite pentru electrificarea unor case izolate Sistemele fotovoltaice au fost folosite la inceput pentru a echipa satelitii, dupa aceea, pe scara mai larga, la echiparea ceasurilor electronice, precum si a unor calculatoare. In ultimii 20 de ani, sute de mii de panouri fotovoltaice au fost instalate in toata lumea. Ele sunt folosite in orase mici, precum si in satele in care implementarea unui astfel de sistem este mai rentabila decat conectarea la reteaua electrica sau folosirea de baterii / minigeneratoare de curent. Astfel de sisteme au functionat perioade lungi de timp in domenii ca pomparea apei, electrificarea unor localitati sau case izolate, gestionarea unor rezerve de apa, aparate de taxat pentru parcari, telecomunicatii sau protectie catodica.

Totusi, in ciuda succesului acestor sisteme in toata lumea, ponderea lor reprezinta numai un mic procent din ceea ce ar putea reprezenta piata de sisteme independente. Motivul principal nu este atat unul care tine de tehnologie, cat lipsa de informatie. Existenta panourilor fotovoltaice si rentabilitatea implementarii lor, atat la nivel urban, cat si rural, nu este cunoscuta de potentialii utilizatori. De asemenea, exista conceptii gresite privind tehnologia fotovoltaica, ca de exemplu ideea ca panourile fotovoltaice functioneaza numai in lumina solara intensa, tehnologia este prea sofisticata sau ideea ca ar fi prea scumpa comparativ cu extinderea retelei electrice.

Rezumand, putem afirma ca energia fotovoltaica este energia electrica obtinuta din energia soarelui prin intermediul elementelor fotovoltaice. Energia se obtine datorita efectului fotogalvanic, care se bazeaza pe proprietatea siliciului de a elimina o anumita cantitate de energie la contactul cu lumina solara. Exista si alte tipuri de materiale cu asemenea calitati, insa siliciul este prioritar, deoarece este usor accesibil si constituie 28% din scoarta terestra.

Aprecierea rezervelor

Aprecierea rezervelor de energie solara. Cantitatea energiei solare se schimba odata cu unghiul de inclinare al instalatieiCantitatea energiei solare accesibile se schimba in decursul zilei din cauza miscarii relative a Soarelui si depinde de gradul innorarii cerului. La miezul zilei, pe timp frumos, iluminarea energetica formata de soare, poate ajunge la 1000 Wt/mp sau poate fi mai mica de 100 Wt/mp in conditii cu nivel inalt de acoperire a cerului cu nori. Cantitatea energiei solare se schimba odata cu unghiul de inclinare al instalatiei, depinzand de orientarea suprafetei ei si scazand pe masura departarii de directia sudului.

 

Elemente, module, panouri, sisteme fotovoltaice

Un element fotovoltaic are capacitatea de circa un Watt. Unind aceste elemente putem forma module stranse in panouri fotovoltaice, care pot avea diferite suprafete in jur de circa 1 mp. si care, la randul lor, pot fi adunate in sisteme mai mari cu capacitati de la cativa kW pana la cateva mii. Modulul, dupa forma, poate fi: standard – are o suprafata plana si forma stabila; flexibil – poate primi mai multe forme, fiind plasat pe diferite suprafete; incovoiat – este rotunjit sub un anumit unghi; alte forme.

Sistemele fotovoltaice, de regula, se impart in:

1. Sisteme autonome, constituite doar din module fotovoltaice. Pot contine regulatoare si acumulatoare.
2. Sisteme hibride, care reprezinta o combinatie de elemente fotoelectrice si alte surse pentru producerea energiei electrice: generatoare eoliene, diesel, altele. Aceste siteme utilizeaza acumulatoare si regulatoare de capacitati si marimi mai mici.
3. Sisteme conectate la retele electrice – reprezinta, practic, statii electrice mici, care livreaza energie electrica direct in reteaua comuna.

Capacitatea

Elementele fotovoltaice lucreaza destul de rar la capacitatea de varf

Elementele fotovoltaice au o capacitate nominala exprimata in Watt-i capacitatii de varf. Acesta este indiciul capacitatii maxime in conditii standard de testare, cand iluminarea solara este aproape de marimea maxima de 1000Wt/m2, iar temperatura suprafetei fotoelementului este 25 C.
In practica insa, elementele fotovoltaice lucreaza destul de rar in asemenea conditii.
Capacitatea relativa (P) a sistemelor fotelectrice se calculeaza dupa formula:
P (kWh/zi) = Pp (kW) I (kW/m2 pe zi) PR
unde:
Pp – capacitatea nominala in kW, randamentul echivalent, multiplu la suprafata in m2;
I – exponentul iluminarii solare pe suptrafata, in kW/m2;
PR – coeficientul eficacitatii sistemului.

Randamentul

Perioada de exploatare a elementelor fotovoltaice este de pana la 20-25 de ani. Pentru utilizatorii elementelor fotovoltaice este important doar randamentul practic

Randamentul fotoelementelor se calculeaza din relatia procentuala intre energia perceputa de element si cea ajunsa la consumator. Intre randamentele teoretic-de laborator si practic exista deosebiri destul de considerabile. Este important sa se cunoasca diferenta dintre ele, iar pentru utilizatorii elementelor fotovoltaice este important doar randamentul practic.
Randamentul practic al fotoelementelor produse in masa este:
– 16-17% pentru siliciu mono-cristalin;
– 14-15% pentru siliciu poli-cristalin;
– 8-9% pentru siliciu amorf.
Calitatea elementelor fotovoltaice produse este diferita, dar majoritatea producatorilor garanteaza perioada de exploatare intre 20-25ani si 10ani pentru functionare la capacitatea initiala.
Criteriul de baza pentru compararea diferitor tipuri de elemente este pretul unui Watt capacitate de varf si nu randamentul nominal.

Avantaje

Sistemele fotovoltaice au siguranta inalta, cheltuieli mici de intretinere si instalare

siguranta inalta – initial, elementele fotovoltaice au fost elaborate ca tehnologii cosmice, rezistente in conditii extreme si avand durata lunga de viata; astazi aceste elementele sunt folosite la obtinerea energiei electrice zi de zi pe pamant, pastrand calitatile de siguranta initiale;
cheltuieli curente mici – elementele folosesc lumina solara, combustibil obtinut gratis. Datorita lipsei componentelor mobile, nu necesita ingrijire deosebita. Sunt rentabile mai ales in locuri izolate, de exemplu, statii de comunicatie, cabane, etc.
ecologic curate – nu consuma combustibil fosil, deci nu polueaza si, in lipsa componentelor mobile, nu produc poluare sonora
comoditate si cheltuieli mici la instalare – sistemele fotovoltaice pot fi de diferite marimi, fiind adaptabile la preferintele consumatorului, putandu-se mari sau micsora ulterior capacitatea. Pot fi mobile si deci, pot fi utilizate in diverse locuri.
cheltuieli mici la transportarea energiei produse – fiind instalate in apropierea nemijlocita a consumatorului, nu necesita retele sau lungimi mari de fire de transport al energiei electrice; aceasta constitue un avantaj esential, deoarece se stie ca pretul transportarii constituie circa 50% din costul final al energiei electrice.