Z czego się składa instalacja fotowoltaiczna?

Instalacja fotowoltaiczna to sposób na produkcję darmowej energii ze słońca i obniżenie rachunków za prąd. Aby mogła pracować sprawnie, potrzebnych jest kilka kluczowych komponentów. Do prawidłowego działania fotowoltaiki nie wystarczą jedynie panele słoneczne, niezbędne są też m.in. inwerter, zabezpieczenia i okablowanie. Zobacz, z czego składa się system PV i na co zwracać uwagę, dobierając poszczególne elementy całej instalacji.

Wbrew pozorom instalacja fotowoltaiczna to nie tylko panele montowane na dachu. Każda elektrownia słoneczna zbudowana jest z urządzania wytwarzającego energię elektryczną, urządzenia przetwarzającego energię elektryczną, zabezpieczeń oraz systemów montażowych. Wszystkie te elementy współpracują ze sobą tak, aby sprawnie i bezpiecznie wytwarzać prąd, który na co dzień zużywamy w gniazdku elektrycznym. Z czego zatem składa się kompletny zestaw fotowoltaiczny?

• Ogniwa słoneczne, czyli panele fotowoltaiczne

Panele słoneczne to bez wątpienia najważniejszy element instalacji PV. Odpowiadają za pozyskanie energii z promieniowania słonecznego i wytworzenie prądu stałego. Proces ten nazywa się zjawiskiem fotowoltaicznym. Panele PV składają się z połączonych szeregowo ogniw. Na rynku dostępne są dwa typy paneli słonecznych – monokrystaliczne oraz polikrystaliczne. Te pierwsze zbudowane są z ogniw powstałych z dużego monokryształu krzemu, zaś panele poli składają się z ogniw wyprodukowanych z polikrystalicznego krzemu. Najpopularniejszymi i zarazem najchętniej wybieranymi są moduły wykonane w technologii monokryształu. Cechują się one większą wydajnością i mocą. Są obecnie zdecydowanie bardziej popularne niż panele polikrystaliczne. 

Coraz większą popularność zyskują także panele wykonane w technologii Shinegled, która polega na innowacyjnym sposobie produkcji modułów i nowatorskim rozmieszczaniu ogniw krzemowych. Dzięki nowatorskiemu układowi powierzchnia całego modułu jest bardziej wykorzystana niż w przypadku innych technologii, co pozwala na uzyskanie wyższej wydajności z 1 m2 powierzchni nawet o 15%. Liderem w produkcji modułów w tej technologii jest niewątpliwie firma SunPower oraz Maxeon.

• Inwerter, czyli falownik

Falownik często nazywany jest sercem lub mózgiem instalacji fotowoltaicznej. Dlaczego? Chcąc spożytkować wytworzony przez ogniwa słoneczne prąd potrzebujemy zamienić go na prąd przemienny o takich samych parametrach, jak ten w sieci energetycznej. Do przetworzenia prądu stałego wytworzonego przez panele na prąd o napięciu zmiennym (taki, który możemy wykorzystać do zasilania wszystkich urządzeń znajdujących się w budynku) służy właśnie inwerter. Obecnie prawie wszystkie inwertery są falownikami MPPT – cały czas w ciągu pracy instalacji śledzą napięcie na panelach, dzięki czemu osiąga ona możliwie najwyższą sprawność, a straty są minimalizowane. Warto również zwrócić uwagę na dodatkowe funkcjonalności falownika, takie jak wykrywanie łuku elektrycznego czy możliwość współpracy z akumulatorami. Ponadto w przypadku nowoczesnych inwerterów, poprzez odpowiednią aplikację można sprawdzać pracę elektrowni słonecznej w każdym czasie i z dowolnego miejsca. 

Jeśli szukamy urządzenia, które pozwoli na większe uzyski i zapewni większe bezpieczeństwo warto wziąć pod uwagę urządzenia SolarEdge – lidera w zakresie inteligentnych (wysoko-sprawnych) technologii fotowoltaicznych. Technologia SolarEdge opiera się przede wszystkim na falowniku i optymalizatorach mocy zamontowanych przy modułach. Pozwala to na optymalizację mocy każdego modułu oraz monitorowanie jego pracy gwarantując wyższe uzyski i najwyższe bezpieczeństwo dzięki funkcji SafeDC. Inwertery SolarEdge posiadają również najdłuższą gwarancję na rynku oraz serwis w Polsce.

• Licznik dwukierunkowy

Licznik ma za zadanie szacować nadwyżkę prądu wyprodukowanego przez panele słoneczne, która trafia do sieci energetycznej, a także ilość prądu pobieranego z sieci w czasie, gdy panele produkują go byt mało.

• Konstrukcja nośna (montażowa)

Aby móc położyć panele fotowoltaiczne zarówno na dachu budynku, jak i na gruncie potrzebujemy dedykowanego systemu montażowego. Montaż na dachach realizowany jest najczęściej poprzez mocowanie paneli na aluminiowych szynach montażowych przytwierdzonych do poszycia dachowego za pomocą dedykowanych systemów montażowych. Dodatkowo na dachach płaskich, ze względu na konieczność uzyskania odpowiedniego kąta nachylenia paneli, powinien zostać zastosowany specjalny system montażowy pochylający. Montując instalację na gruncie stosuje się najczęściej profile stalowe (odporne na warunki atmosferyczne), wbijane za pomocą kafara bądź zamontowane na fundamentach, na których poprzez szyny montażowe układane są panele PV. W przypadku systemów montażowych istotne jest to, aby zamontowane zostały zgodnie z wytycznymi producentów. Warto również w ramach jednej instalacji wykorzystać systemy montażowe wraz ze wszelkimi akcesoriami przeznaczonymi do montażu paneli od jednego producenta. Ważne, aby wybierać tylko konstrukcje systemowe bezpieczne i certyfikowane produkowane przez uznanych producentów, ponieważ znacznie konstrukcji jest często nie docenianie w systemach PV.

• Zabezpieczenia AC/DC

Kompletny zestaw fotowoltaiczny powinien być wyposażony w zabezpieczenia AC (zmiennoprądowe) i DC (stałoprądowe). Służą one do ochrony urządzeń gospodarstwa domowego w przypadku wyładowań atmosferycznych, a zabezpieczenia nadprądowe lub bezpieczniki mają za zadanie zabezpieczać przewody instalacji PV.

• Okablowanie zestawu fotowoltaicznego

Zestaw fotowoltaiczny bez okablowania byłby niekompletny, to ono łączy wszystkie wymienione elementy instalacji. Okablowanie stanowi także ważny element z uwagi na bardzo wysokie napięcie w instalacji. Istotna jest jakość przewodów – najlepiej wybrać te z tzw. wyższej półki, które są odporne na działanie warunków atmosferycznych (promieniowanie UV, wysokie i niskie temperatury).

• Optymalizatory

Co prawda optymalizatory nie są niezbędnym elementem zestawu fotowoltaicznego, ale w niektórych przypadkach są bardzo pomocne. Ich działanie polega na obciążaniu panelu w taki sposób, aby jego moc wyjściowa była na najwyższym poziomie, niezależnie do tego, jaki prąd i napięcie generują pozostałe moduły w szeregu. Urządzenia te stosowane są często w sytuacji częściowego zacienienia paneli, aby zwiększyć wydajność zestawu.

• Magazyn Energii

Bateria, czyli inaczej magazyn energii, rzadko pojawia się w instalacjach fotowoltaicznych – być może podyktowane to jest jego stosunkowo wysoką ceną i wciąż raczkującą popularnością. Nie jest niezbędna, by instalacja działa, ale ma szereg korzyści, dla których warto rozważyć jej zakup. Służy do magazynowania energii, dzięki czemu nadwyżki zamiast w sieci publicznej, mogą być przechowywane w domowym akumulatorze, a następnie odebrane, gdy produkcja prądu z instalacji jest niższa. Co ważne, dzięki magazynowi energii możemy odebrać całość wytworzonej energii, a nie 80%. 

Aby jeszcze lepiej wykorzystać energię elektryczną produkowaną przez instalację fotowoltaiczną, warto zainwestować w pompę ciepła, która produkuje energię cieplną. Dzięki połączeniu fotowoltaiki z pompą, możemy ogrzewać dom i przygotowywać ciepłą wodę użytkową praktycznie za darmo. Szacuje się, że rocznie jest to oszczędność nawet kilkunastu tysięcy złotych. Więcej o pompach ciepła w kolejnych naszym artykule.

W EN2 Fotowoltaika działamy kompleksowo i pomagamy w projektowaniu bezpiecznych instalacji. Bazujemy na wiedzy i doświadczeniu najwyższej klasy specjalistów oraz współpracy z uznanymi na całym świecie producentami komponentów, co jest gwarancją niezawodności realizowanych przez nas projektów. Nasze instalacje to przede wszystkim jakość i bezpieczeństwo. 

Rozważasz przejście na prąd ze słońca? Skontaktuj się z naszym zespołem już dziś.