HOME

SOLARNE ELEKTRANE – 1.dio


Općenito o fotonaponskim modulima


Solarne ili sunčane elektrane su građevinsko – tehnološki sustav koji koristi i prikuplja prirodnu solarnu radijaciju kako bi istu iskoristio za zagrijavanje različitih medija npr.vode za kućansku potrošnju ili proizvodnju električne energije.
Tako razlikujemo osnovnu podjelu na:


a) Sunčane kolektore za zagrijavanje tople vode


b) Fotonaposke module za proizvodnju električne energije

U ovom članku ćemo opisati osnovni princip rada fotonaponskih sustava i njihovu primjenu kroz rad solarnih elektrana.

Fotonaponski (FN) sustav omogućuje izravnu pretvorbu Sunčeve energije u električnu i predstavlja jedan od najjednostavnijih načina korištenja energije Sunca. Princip rada FN sustava zasniva se na fotonaponskom efektu, odnosno pojavi napona na kontaktima elektroničkih uređaja prilikom njihova izlaganja svjetlu. Osnovni elementi u kojima se događa fotonaponska pretvorba nazivaju se sunčane ćelije.
Najčešće sunčane čelije se proizvode od silicija (ostali materijali: Galij arsenidne, Bakar-inidum-diselenidne, Kadmij-telurijeve) , a njihova prosječna veličina iznosi cca. 10 x 10 cm (uz prosječan napon cca. 0,5 V), a njihovim spajanjem u seriju ili paralelu nastaju veće cjeline tj. solarni paneli – fotonaponski moduli tzv. fotovoltaic paneli.

Solarni paneli se zaštićuju etil-vinil-acetatom (EVA) i ugrađuju u aluminijske ili čelične okvire i prekrivaju transparetnim staklom s prednje strane kao mehaničkom zaštirom.

Fotonaponski moduli osiguravaju mehaničku čvrstoću te štite sunčane ćelije i kontakte od korozije i vanjskih utjecaja. Osim fotonaponskih modula, FN mrežni sustav sastoji se od pretvarača kojima se istosmjerna struja generirana u fotonaponskim modulima pretvara u izmjeničnu, zaštitnih uređaja, nosača modula i vodova.

Fotonaponski modul sastoji se od većeg broja međusobno spojenih sunčanih ćelija kako bi se povećala ukupna izlazna snaga. Pri standardnom spektru upadnog zračenja i pod optimalnim nagibom, gustoća struje tipične komercijalne monokristalinične silicijske sunčane ćelije iznosi oko 30 do 36 mNcm2. Uz površinu sunčane ćelije od 100 cm2, ukupna struja fotonaponske ćelija od monokristaliničnog silicija iznosi oko 3,5 A, a napon oko 0,5 V..

Monokristalična fotonaponska ćelija

Fotonaponski modul

 

 

Polikristalinične sunčane ćelije obično su nešto veće površine, a manjih gustoća struje pa je tipičan iznos struje kratkog spoja za takve module oko 4 A.

Međutim, postoje velike razlike u veličini sunčanih ćelija od polikristaliničnog silicija pa iznos struje kratkog spoja može poprilično varirati.

Do prije nekoliko godina tipični FN modul od monokristaliničnog silicija sastojao se od 30 do 36 serijski spojenih sunčanih ćelija i imao vrsnu snagu od oko 50 Wp. Danas na tržištu postoje moduli vršnih snaga i do 300 Wp i sadrže i do 100 sunčanih ćelija u serijsko‐paralelnoj kombinaciji

Na ilustraciji je prikazan modul od 180 W koji ima 72 ćelija u nizu.
Tipični fotonaponski modul od monokristaliničnog silicija sastoji se od prozirne prednje površine, najčešće ojačanog stakla, enkapsulanta (najčešće EVA etil‐vinil‐acetat) dok je stražnja ploha od tedlara. Modul osim što štiti sunčane ćelije i kontakte od korozije također osigurava potrebnu mehaničku čvrstoću kako bi se postigla otpornost na vjetar ili tuču. Kada bi sve sunčane ćelije u fotonaponskom modulu imale podjednake električne karakteristike, i kada bi sve bile izložene potpuno identičnim uvjetima Sunčeva zračenja i temperature, tada bi sve radile pri istoj struji i istom naponu. U tom slučaju strujno‐naponska karakteristika fotonaponskog modula bila bi identična karakteristici pojedine ćelije.

U solarnim ćelijama nema otrovnih materijala, ne proizvode dim niti stvaraju buku te su ekološki potpuno prihvatljive. Imaju ograničeni vijek trajanja (uobičajene garancije do 10 - 30 godina) te su zajedno sa ostalim dijelovima sunčanih elektrana montažne te se mogu nakon aportizacijskog perioda i perioda korištenja demontirati i ukloniti.

Loša strana po pitanju utjecaja na okoliš je činjenica da je za proizvodnju dovoljne količine elek.energije potrebna velika površina tla, te zbog toga potrebno postavu planirati na neobradivim tlima (pustinje kao najbolji izbor).

Osim fotonaponskih modula koji proizvode istosmjernu struju, u sklopu sustava solarne elektrane potrebno je imati tzv. inventer tj. pretvarač istosmjerne struje u izmjeničnu struju, prikladnu za korištenje, te akumulatore tj. solarne baterije za slučaj kada nema dovoljno sunčevog zračenja zbog različitih vremenskih prilika.

Radionica arhitekture Franić d.o.o. u suradnji sa poduzećem Tehnoekspert d.o.o. podružnica Dubrava 1 sa sjedištima u Zagrebu (kao voditeljem izrade projektne dokumentacije i savjetovanja) trenutno radi na pripremi dokumentacije manjih i većih sunčanih elektrana u Hrvatskoj.

Investitoru nudimo kompletno savjetovanje i vođenje projekta do izrade projektne dokumentacije i ishođenja svih potrebnih posebnih uvjeta, suglasnosti, dozvola i ugovora kao i pripremu tender dokumentacije za odabir najpovoljnijeg izvođača te praćenje investicije kroz nadzor.

Solarne elektrane - 2 dio
Solarne elektrane - 3 dio
Arhiva članaka