Casa Verde – Panouri solare fotovoltaice – Dimensionare, Montaj, Intretinere

De cateva saptamani m-am hotarat ‘sa mut’ o parte din consumul de energie electric al casei pe o sursa alternativa de curent, regenerabila si inepuizabila, mai exact energia solara fiind o solutie simpla pentru becuri si eventual un laptop, compusa din 4 subansamble. In aceasta ecuatie nu este nimic anormal, in consecinta se instaleaza un set(array) de panouri fotovoltaice ce genereaza curent cu ajutorul lumnii provenita de la razele soarelui. Apoi acest curent este transportat pana la consumatorii coasnici, dar mai intai el trebuie transformat si convertit cu ajutorul unor echipamente de tip: CONTROLER SOLAR si un INVERTOR atunci sistemul se numeste ON-GRID . Problema mai delicata consta la inmagazinarea acestei energii in ACUMULATORI atunci cand nu mai este soare (OFF-GRID), seara sau pe timpul nopti si cand este inourat afara. Dar cum se poate realiza acest lucru veti afla citind putin mai jos….

CUM FUNCTIONEAZA PANOURILE SOLARE FOTOVOLTAICE

  • Radiatia solara captata de celulele fotovoltaice este transformata in curent electric continuu (care circula in acelasi sens) si cu ajutorul unui regulator (controller) de incarcare a acumulatorilor
  • Datorita actiunii radiatiei solare se elibereaza purtatori pozitivi si negativi de sarcina intr-un corp solid (principiul efectului fotoelectric)
  • Panourile solare(recomandat de acelasi tip sau model) se pot cupla in serie caz in care creste tensiunea, iar pentru obtinerea unui amperaj mare panourile se monteaza in paralel.

DESPRE PANOURI FOTOVOLTAICE

  • Principalele materiale folosite pentru fabricarea fotocelulelor sunt: siliciul, galiu, arseniul, germaniul si au randamente cuprinse intre 12 si 28 %
  • Din punct de vedere constructiv, panourile solare sunt alcatuite din celule multiple si pot fi module extrem de flexibile si subtiri (o mare mobilitate pentru a putea fi expuse oriunde exista radiatie solara), pana la module compacte ce pot deveni ca parte integranta a acoperisului locuintei sau montate la suprafata solului pe suporti speciali sau chiar in exteriorul balconului (existand o diversitate de locuri si pozitionari pentru captarea optima a energiei solare).
  • Curentul obtinut este cel mai putin poluant, instalatia neproducand zgomot,vibratii sau emisii nocive si care necesita pentru functionare doar razele solare si nimic mai mult
  • Sunt confectionate din mai multe grupuri – 36 de celule pentru gama 12-18 volti, 60 de celule pentru tensiunea de iesire cuprinsa intra 30 si 38 volti sau 72 de celule in acest caz tensiunea de iesire este de 45 volti
  • Conexiunile de la panourile fotovoltaice sunt realizate cu mufe speciale de tip MC4 pentru utilizare la exterior si sunt rezistente la intemperiile naturii.

CLASIFICARE PANOURI FOTOVOLTAICE

  1. Panouri monocristaline cu siliciu – sunt realizate folosind celule taiate dintr-un singur cristal cilindric de siliciu, cea mai eficienta tehnologie fotovoltaica, cu un randament de aproximativ 15-17% din energia soarelui fiind transformata in energie electrica. Procesul de fabricatie necesar pentru a produce siliciu monocristalin este destul de complex, de aici si costurile usor mai ridicate de producere a tehnologiei
  2. Panouri de siliciu policristalin – celulele siliconice policristaline sunt fabricate din celule taiate dintr-un lingou de siliciu topit si recristalizat. Lingourile sunt apoi taiate in placi foarte subtiri si asamblate in celule complete. Sunt mai ieftine decat celulele monocristaline datorita procesului de fabricare mai simplu, dar au o eficienta medie de aproximativ 12%
  3. Panouri PV din siliciu amorf – celulele siliconice amorfe sunt realizate prin depunerea siliconului intr-un strat omogen subtire pe un substrat, in loc sa creeze o structura rigida de cristal. Siliciul amorf absoarbe lumina mai eficient decat siliciul cristalin, celulele fiind mai subtiri – rezulta denumirea sa alternativa de „film subtire” PV. Acestea au un randament scazut de aproximativ 6% de aceea trebuie montate pe o suprafata foarte mare pretul de productie fiind foarte scazut
  4. Panouri PV din silicon din film gros – aceasta este o varianta pe tehnologia multicristalica in care siliciul este depozitat intr-un proces continuu pe un material de baza, dand un aspect fin granulat, spumant. La fel ca orice PV cristalin, acesta este in mod normal incapsulat intr-un polimer transparent izolant cu un capac de sticla calita si apoi legat intr-un modul cu cadru metalic.

 

DESPRE CONTROLERELE SOLARE

Orice sistem fotovoltaic cu baterii ( OFF-GRID) are in componenta lui un dispozitiv care gestioneaza nivelul de incarcare al bateriilor denumit controler de incarcare sau regulator de incarcare solar. Rolul acestui dispozitiv este in principal de a stabiliza tensiunea si curentul produs de panourile fotovoltaice care nu este constant in timp, fiind direct proportional cu nivelul de iradiere solara. Energia oferita in plus fata de consumul casei se inmagazineaza pentru a putea fi folosita in timpul noptii.

Controlerul de incarcare a devenit o componenta inteligenta si programabila, din cadrul sistemelor fotovoltaice primind si cateva functii suplimentare:

  • alimentarea consumatorilor de curent continuu (becri cu LED pe 12V sau incarcatoare banale pe USB)
  • deconectarea consumatorilor in functie de starea de incarcare a bateriei si reconectare lor automata
  • protectie la scurtcircuit si polaritate inversa la conexiunile spre baterie si panourile fotovoltaice
  • protectie la descarcare excesiva si la supraincarcare a mai multor tipuri de acumulatori solari (VRLA, AGM, GEL, TAB).
  • compensarea automata a incarcarii bateriei in functie de temperatura folosind o sonda
  • comutarea automata sau programabila pentru iluminat pe timp de noapte

Controlere solare sunt de doua tipuri:

  1. Controler solar de tip PWM (Pulse Width Modulation) – sunt folosite in sistemele fotovoltaice de mici dimensiuni si in conditii de temperatura ridicata a panoului fotovoltaic, acestea verifica in mod constant starea bateriei pentru a stabili viteza de transmitere a impulsurilor dar si intensitatea acestora; in cazul unei baterii incarcate, regulatorul de incarcare va transmite impulsuri scurte, iar la cele descarcate impulsul va fi aproape continuu. De asemenea, acest tip de controler poate verifica, intre impulsuri, stadiul de incarcare a bateriei s i le regleaza in funcție de necesitate; de exemplu tensiunea panourilor fotovoltaice trebuie corelata cu tensiunea din baterii, daca avem un panou de 18VOC atunci trebuie sa folosim o baterie de 12V, daca avem panouri cu VOC=36 atunci folosim o baterie de 24V
  2. Controler solar de tip MPPT (Maximum power point tracking) – au capacitatea de a gestiona tensiunea mult mai bine față de controlerele PWM si sunt folosite de regula in cadrul sistemelor fotovoltaice a caror tensiune de iesire din panouri este mai mare decat tensiunea bancului de acumulatori;  se pot conecta panouri cu tensiunea de iesire mai mare decat tensiunea bateriilor, acesta facand automat conversia, ca ex: panoul solar de 36 volti, cu acumulator pe 12 volti
  3. Controler solar HIBRID – sunt acele modele ce incorporeaza atat incarcatorul  cat si invertorul, descris mai jos ce face trecerea tensiunii de curent continuu catre consumatorii casnici, adica toate aparatele ce folosesc curentul alternativ de 230 volti; sunt eficiente si te scapa de grija invertorului clasic

 

DESPRE INVERTOARE

Invertoarele pentru panouri fotovoltaice sunt echipamente ale sistemelor de producere a energiei electrice, din surse regenerabile, care au rolul de a transforma energia solara oferita de colectorele solare in curentul necesar aplicatiilor electrice. Invertoarele pentru panouri fotovoltaice pot modifica tensiunea si curentul, pentru ca aceastea sa poata fi utilizate penru o gama variata de dispozitive electronice. Invertoarele mai sunt numite si „motoarele sistemelor fotovoltaice„, tocmai datorita faptului ca fara ele, energia captata de panourile fotovoltaice de la soare, nu ar putea fi transformata in energie electrica, necesara pentru punerea in functiune a televizorului, frigiderului, aspiratorului si a masinii de spalat dintro locuinta.

 

 

Articol in curs de editare!

 

Avantajele esentiale ale sistemelor fotovoltaice sunt:

  • produc energie electrica fara efecte poluante asupra mediului ceea ce inseamna o reciclare completa
  • nu au componente in miscare,
  • fiabilitate ridicata
  • durata de viata lunga
  • exploatare usoara, ieftina
  • tehnologie fara poluare fonica
  • ideal pentru producere si consum in acelasi loc (pentru puteri instalate mai mici)
  • spatii pentru producere si transport reduse si nu produce modificari in mediu
  • modularitate, fiind nevoie doar de spatiu suplimentar
  • autonomie, nu necesita un consum suplimentar si cheltuieli de intretinere
  • durabilitate, s-a aratat o degradare minima dupa 20 de ani de functionare, fiind garantate pana la 30 de ani

Dezavantajele folosirii panourilor fotovoltaice:

  • pret initial foarte ridicat
  • amortizarea intr-un timp destul de indelungat
  • prezenta acumulatorilor in sistem cu durata scurta de viata
Comenteaza!

Post Author: politicos.ro