Jak dzia艂a Instalacja fotowoltaiczna?

Jak dzia艂a Instalacja fotowoltaiczna?

Systemy fotowoltaiczne s膮 drugim najwi臋kszym 藕r贸d艂em energii odnawialnej, zaraz za systemami wiatrowymi. Mimo, 偶e obecnie 藕r贸d艂a odnawialnej (OZE) zaspokajaj膮 ponad jedn膮 trzeci膮 艣wiatowego zapotrzebowania na energi臋 elektryczn膮, to ich szybki wzrost聽wskazuje, 偶e niebawem mo偶e si臋 to zmieni膰 i聽wkr贸tce聽OZE mo偶e wyj艣膰 na dominuj膮c膮 pozycj臋, g艂贸wnie kosztem elektrowni w臋glowych i gazowych.

Niezale偶nie, czy my艣limy o ogromnej聽farmie fotowoltaicznej, takiej jak rekordowe instalacje na pustyni聽Tengger聽w聽Zhongwei聽w Chinach (1540 MW)聽czy projekcie聽ShaktiSthala聽wPavagada聽w regionie聽Karnataka聽w, Indiach (2000 MW)聽czy te偶 o ma艂ej przydomowej b膮d藕 dachowej instalacji, dostarczaj膮cej 1kW pr膮du, wszystkie one dzia艂aj膮 na tej samej zasadzie

Ka偶da聽instalacja fotowoltaiczna musi sk艂ada膰 si臋 z tych samych element贸w.Po聽prostu w wi臋kszych instalacjach s膮 one wi臋ksze (na og贸艂 tylko nieznacznie) i s膮 zwielokrotnione, aby uzyska膰 wymagan膮 moc.聽Podstawowe elementy聽farmy fotowoltaicznej聽to:

  • Modu艂y fotowoltaiczne
  • System do monta偶u modu艂贸w (ruchomy b膮d藕 nie).
  • Inwerter
  • Po艂膮czenie z sieci膮 energetyczn膮.

Modu艂 fotowoltaiczny

Pierwszym聽i,聽w zasadzie,聽podstawowym elementem ka偶dej instalacji fotowoltaicznej jest modu艂 PV.聽Pojedynczy modu艂 jest z艂o偶ony z rz臋d贸w po艂膮czonych ze sob膮 ogniw fotowoltaicznych.聽Konwertuj聽one聽艣wiat艂o s艂oneczne na energi臋 elektryczn膮, wykorzystuj膮c do tego krzemow膮 struktur臋 zwan膮 鈥瀦艂膮czem P-N鈥.聽Taki pojedynczy聽p贸艂przewodnikowy element produkuje聽niewiele pr膮du przy bardzo ma艂ym napi臋ciu. Dlatego te偶 ogniwa po艂膮czone s膮 w module szeregowo, a偶 do uzyskania odpowiedniego napi臋cia (typowe napi臋cia nominalne modu艂贸w PV wynosz膮 od 12 V do 24 V). Nast臋pnie szeregowo po艂膮czone 艂a艅cuchy ogniw 艂膮czy si臋 r贸wnolegle, aby zwi臋kszy膰 pr膮d wyj艣ciowy modu艂u.

Monta偶 modu艂贸w

Modu艂y fotowoltaiczne 鈥 pojedynczo lub w postaci zespo艂贸w po kilka sztuk 鈥 s膮 instalowane na聽specjalnych聽konstrukcjach, kt贸re zapewniaj膮 im optymaln膮 ekspozycj臋 na 艣wiat艂o聽s艂oneczne oraz solidny monta偶, zapobiegaj膮cy przed uszkodzeniem聽farmy fotowoltaicznej聽przez np. silny wiatr.

Wi臋kszo艣膰 du偶ych聽farm fotowoltaicznych聽znajduje si臋 na ziemi. Z聽koleina budynkach instaluje si臋 wiele system贸w o mniejszej mocy. Niezale偶nie od miejsca instalacji, modu艂y PV musz膮 by膰 przytwierdzone do pod艂o偶a i nachylone pod odpowiednio dobranym k膮tem (nieco mniejszym ni偶 szeroko艣膰 geograficzna terenu) w kierunku r贸wnika, aby uzyska膰 optymaln膮 wydajno艣膰 farmy.聽W Polsce optymalne jest ustawienie modu艂贸w PV na po艂udnie.

K膮t i kierunek optymalnej ekspozycji paneli na聽farmie fotowoltaicznej聽zmienia si臋 w ci膮gu roku, jak i w ci膮gu dnia. Aby zoptymalizowa膰 dzia艂anie farmy stosuje si臋 np. monta偶e,聽kt贸rych k膮t nachylenia mo偶na regulowa膰 dwa lub cztery razy w roku, aby zoptymalizowa膰 wydajno艣膰 sezonow膮.聽Lub tzw.聽trackery (jedno- lub dwuosiowe), kt贸re ruszaj膮 modu艂ami na farmie w czasie dnia, aby zoptymalizowa膰 ich pozycj臋. Pozwala to na zwi臋kszenie mocy wyj艣ciowej o nawet 30%.

Inwerter fotowoltaiczny

Pr膮d produkowany przez modu艂y fotowoltaiczne jest pr膮dem sta艂ym (DC) o napi臋ciu wahaj膮cym si臋 od zera do pe艂nego napi臋cia nominalnego danego modu艂u PV. Napi臋cie wyj艣ciowe w danym momencie zale偶ne jest od nat臋偶enia s艂o艅ca oraz pracy inwertera.聽Aby mo偶liwe by艂o przes艂anie pr膮du do sieci, konieczna jest jego konwersja do napi臋cia przemiennego (AC) o 艣ci艣le ustalonym napi臋ciu聽icz臋stotliwo艣ci.

Elementem聽farmy fotowoltaicznej, kt贸ry realizuj臋 rol臋 konwertera pr膮du DC na AC jest inwerter, zwany r贸wnie偶 falownikiem.聽Urz膮dzenie to, opr贸cz聽konwersji DC/AC realizuje tak偶e algorytm 艣ledzenia maksymalnego punktu mocy (MPPT), co pozwala na zwi臋kszenie wydajno艣ci instalacji PV.

Istniej膮 dwie podstawowe聽konfiguracje falownik贸w na聽farmie fotowoltaicznej聽鈥 scentralizowane聽oraz szeregowe. Falowniki centralne聽to uk艂ady, do kt贸rych pod艂膮czone jest wiele modu艂贸w PV, cz臋sto stosuje si臋 je w systemach o mocy 1 MW i wi臋cej. Inwertery szeregowe obs艂uguj膮 mniejsze instalacje 鈥 o mocy ok 10 kW 鈥 gdzie po艂膮czone s膮聽szeregowoze sob膮. Rzadziej stosuje si臋聽mikroinwertery聽鈥 s膮 to niewielkie falowniki, kt贸re wsp贸艂pracuj膮 z pojedynczym modu艂em fotowoltaicznym i po艂膮czone s膮 ze sob膮 szeregowo w instalacji AC.

Przy艂膮cze sieciowe fotowoltaiki

Ostatnim elementem sk艂adowym聽farmy fotowoltaicznejjest przy艂膮cze sieciowe. To miejsce, w kt贸rym instalacja zmiennopr膮dowa farmy styka si臋 sieci膮 energetyczn膮. W zale偶no艣ci od wielko艣ci i rodzaju instalacji, musi by膰 ona wyposa偶ona w odpowiednie oprzyrz膮dowanie. Podstawowym elementem,聽jaki jest wsp贸lny dla wszystkich z nich, s膮 urz膮dzenia pomiarowe, kt贸re pozwalaj膮 na monitorowanie, jakie ilo艣ci energii elektrycznej produkuje farma.

Najwi臋ksze farmy PV pod艂膮czone s膮 do sieci przesy艂owej wysokiego napi臋cia. Budowa stacji transformatorowej, kt贸ra umo偶liwia takie po艂膮czenie jest konieczno艣ci膮. Przy instalacjach o wi臋kszej mocy, koszt takiej podstacji mo偶e by膰 istotnym sk艂adnikiem budowy i uruchomienia聽farmy fotowoltaiczne.

INNE PORADY

Mo偶e Ci臋 zainteresowa膰

Mikroinwertery Hoymiles

Zalety mikroinwerter贸w Ka偶dy panel fotowoltaiczny produkuje pr膮d sta艂y. Za zmian臋 na pr膮d zmienny kt贸ry jest...