Technické řešení
Z hlediska technického řešení je možné fotovoltaické systémy rozdělit na dvě hlavní skupiny:
1. Ostrovní fotovoltaické systémy (angl. off-grid) - tyto systémy jsou autonomní, nejsou propojeny do elektrorozvodné sítě a používají se v oblastech, kde není elektrická síť a přesto je třeba zajistit napájení spotřebičů elektrickou energií. Aby byla u těchto systémů zaručena dodávka elektrické energie i v době kdy je sluneční svit malý (zataženo) nebo žádný (noc), je třeba je vybavit zařízením uchovávajícím elektrickou energii, což jsou v převážné většině případů akumulátory různých typů spojené s regulátorem nabíjení. Tato skutečnost ostrovní systémy prodražuje.
Ostrovní systémy se v našich podmínkách pokrytí elektrorozvodnou sítí používají spíše výjimečně. Návrh off-grid systému je vždy individuální záležitost, pokud máte o tento typ instalace zájem, kontaktujte nás a my společně s vámi navrhneme řešení, které bude odpovídat vašim požadavkům a místním podmínkám.
Hlavní komponenty ostrovního systému:
» Fotovoltaické panely
» Solární (stejnosměrná) kabeláž
» Přepěťové / bleskové ochrany
» Regulátor nabíjení akumulátorů
» Akumulátory
» Střídač (pokud jsou používány běžné síťové elektrické spotřebiče)
2. Síťové fotovoltaické systémy (angl. on-grid) - systémy tohoto typu jsou připojené do elektrorozvodné sítě a díky tomu umožňují provoz v kombinovaném režimu - při dostatečném slunečním svitu je využívána elektrická energie ze slunečních panelů, pokud jejich výkon poklesne, využívají spotřebiče energii z elektrorozvodné sítě. Je samozřejmě možný i kombinovaný provoz, kdy část spotřebovávané energie je vyrobena solárními panely a část je odebírána ze sítě. Veškerá činnost probíhá automaticky díky mikroprocesorem řízenému střídači, který zajišťuje plynulé připojení k rozvodné síti ve chvíli, kdy solární panely začnou vyrábět elektrickou energii, bezpečné odpojení v okamžiku poklesu výroby panelů a průběžné přizpůsobování výstupu parametrům rozvodné sítě.
Systémy tohoto typu navíc umožňují vyrobenou elektrickou energii dodávat do rozvodné sítě a za vyrobenou energii účtovat distributorovi podle platných tarifů za státem dotované a garantované výkupní ceny.
Hlavní komponenty síťového systému:
» Fotovoltaické panely
» Solární (stejnosměrná) kabeláž
» Přepěťové / bleskové ochrany
» Střídač (schválený pro příslušnou rozvodnou síť)
» Střídavá kabeláž
» Elektroměr (ověřený pro fakturační měření)
Další dělení fotovoltaických systémů je podle typu použitých solárních článků:
1. Monokrystalické články
Monokrystalické fotovoltaické články vznikají rozřezáním rostlého krystalu křemíku na tenké plátky. Mají účinnost přeměny světla na elektrickou energii kolem 16% a nejlepší výsledky dávají při osvitu přímým slunečním světlem dopadajícím kolmo na plochu článku. Při rozptýleném světle nebo osvitu z úhlu podávají naopak horší výsledky. Jsou proto vhodné pro použití v oblastech s vysokým podílem přímého slunečního světla a v polohovacích systémech, které automaticky natáčejí panely kolmo ke slunci.
2. Polykrystalické články
Polykrystalické fotovoltaické články vznikají lisováním odřezků křemíku. Jejich účinnost se pohybuje kolem 14%, ale protože umožňují lépe využít plochu při skládání na panelu, výsledná účinnost panelu z mono nebo poly článků je velmi podobná. Pokles výkonu při rozptýleném světle nebo světle dopadajícím pod úhlem je menší než u monokrystalických článků, proto jsou vhodnější pro použití v našich podmínkách, kde je větší podíl nepřímého světla a také pro pevné střešní instalace, kde se smér dopadajícího světla během dne mění.
Vlevo je monokrystalický článek, vpravo polykrystalický.
V současnosti se experimentuje také s různými barevnými odstíny polykrystalických článků, což by umožnilo sladit barvu panelů s požadavky investora nebo architekta.
Fotovoltaické systémy se dále dělí podle způsobu montáže solárních panelů
1. Statické systémy mají panely uchycené na pevném montážním systému, během dne nemění panely svou polohu, takže ráno a odpoledne nejsou v optimálním postavení vůči slunci a tím dochází k určitým ztrátám v celkové výrobě energie. Tato konstrukce je ale velmi lehká a levná, takže výrazně nezatěžuje základnu. Proto se používá pro menší a střední střešní instalace.
2. V polohovacích systémech jsou panely přichyceny na pohyblivé konstrukci (tracker), díky které mohou v jednom směru (jednoosé) nebo ve dvou směrech (dvouosé) sledovat dráhu slunce a tak optimalizovat polohu panelu vůči slunci. Polohovací nosná konstrukce je výrazně nákladnější a těžší než statická a vyžaduje větší plochu pro instalaci stejného výkonu, takže se používá především u rozsáhlých zemních instalací. Přínos v množství vyrobené energie se pohybuje v našich podmínkách kolem 20% za rok.
Elektřina vyrobená v solárních panelech je vedena přes přepěťové ochrany (zabezpečující komponenty systému proti nepříznivému vlivu statické elektřiny a blesku) a proudové ochrany do střídače, který se významnou měrou podílí na účinnosti a provozní spolehlivosti elektrárny. V našich instalacích používáme převážně osvědčené střídače Fronius, Kostal, Omron, SMA, a SolarMax. Střídače jsou řízené mikroprocesorem, takže jsou schopny monitorovat provozní stav panelů a elektrorozvodné sítě a operativně přizpůsobovat provozní režim a v případě poruchy zařízení bezpečně odpojit z provozu. Pro vyšší komfort lze střídač vybavit komunikačním rozhraním a provozní hodnoty sledovat z počítače, připojeného přes domácí počítačovou síť, případně vzdáleně přes internet. Na výstupu střídače jsou frekvenční, napěťová a proudová ochrana v souladu s požadavky distributora elektrické energie. Střídač poskytuje podle typu jedno- nebo třífázové připojení k elektrické síti.
Přes podružný elektroměr, který musí být ověřený (cejchovaný) pro fakturační měření a slouží k účtování vyrobené elektřiny distributorovi, je vyrobená elektřina dodávána do elektrorozvodné sítě. V elektroměrovém rozvaděči musí být osazen nový elektroměr, tzv. čtyřkvadrantní, který umožńuje měření energie v obou směrech, t.j. jak proud který je odebírán z rozvodné sítě, tak proud který je naopak dodáván do sítě ze solární elektrárny.