Czym jest fotowoltaika?

Czym jest fotowoltaika?

Fotowoltaika to proces polegający na wytwarzaniu energii elektrycznej pochodzącej z darmowego promieniowania słonecznego. Ogniwa fotowoltaiczne to elementy półprzewodnikowe, których budowa najczęściej bazuje na krzemie (Si). Różnica potencjałów elektrycznych występująca pod wpływem padającego światła na ten pierwiastek przyczynia się do otrzymywania prądu. Ogniwa fotowoltaiczne w celu wytworzenia większej ilości energii łączy się w panele. Jest to grupa modułów zasilająca jeden falownik (inwerter), który przetwarza prąd stały z paneli na prąd zmienny, wykorzystywany w sieci elektrycznej. Urządzenie to na bieżąco dopasowuje parametry generowanego prądu do parametrów domowej sieci, a także wyłącza się w momencie wykrycia awarii. Monitoruje ono także parametry przydatne do analizy działania instalacji, co jest kluczowe przy optymalizacji systemów takich jak rekuperacja.

Budowa instalacji fotowoltaicznych

W skład kompletnego systemu instalacji fotowoltaicznych wchodzą:

• panele,
• inwerter,
• dwukierunkowy licznik energii elektrycznej (pobieranie / oddawanie prądu do sieci),
• automatyka dbająca o odpowiednie obciążenie paneli prądem,
• akumulatory jako dodatkowe uzupełnienie,
• system montażowy – konstrukcja wsporcza.

Instalacja paneli fotowoltaicznych

Przy instalacji wykorzystującej energię słoneczną można zdecydować się na umiejscowienie systemu na dachu bądź gruncie wokół domu. Istotnym aspektem jest odpowiedni dobór lokalizacji. Ilość wyprodukowanej energii jest ściśle uzależniona od orientacji względem słońca. Kierując się wyborem rozmieszczenia, należy pamiętać o kilku uniwersalnych zasadach:

• Najbardziej nasłoneczniony kierunek to południe, dlatego panele powinny być kierowane w tę stronę. Jest to optymalne ułożenie modułów gwarantujące uzyskanie największej ilości energii elektrycznej. Dopuszczalne jest również pewne odchylenie na zachód bądź wschód, ustawienie paneli w kierunku północnym lub miejscu zacienionym nie ma sensu.
• Lokalizacja instalacji może być oddalona od budynków docelowego dostarczania energii, ponieważ przewody w takich instalacjach można rozprowadzać na dowolną odległość; w celu uniknięcia strat energii zwiększa się przekrój przewodów.
• Ilość energii elektrycznej dostarczanej przez instalacje w dużym stopniu zależy również od kąta nachylenia modułów fotowoltaicznych. Jest to spowodowane tym, że kąt padania słońca nie jest stały. Latem znajduje się ono znacznie wyżej nad horyzontem niż zimą. Optymalnym położeniem modułów jest usytuowanie ich pod kątem 30-35° względem ziemi. Przy zapewnieniu takiego położenia instalacja wyprodukuje największą ilość energii z zainstalowanej mocy. W warunkach, gdy moduły umieszczamy na dachu płaskim lub na gruncie, wymagany kąt uzyskujemy za pomocą odpowiedniej konstrukcji wsporczej.
• Pod uwagę należy wziąć również takie czynniki jak wiatr (z której strony wieje najczęściej) czy śnieg (w której części dachu najczęściej zalega). Chodzi tu o dbałość o trwałość konstrukcji mocowania.
• Nie należy montować większej liczby paneli fotowoltaicznych niż to konieczne, pojawia się bowiem ryzyko, że do sieci będzie oddawane więcej energii niż jesteśmy w stanie wykorzystać.
• Panele fotowoltaiczne mogą ulec przegrzaniu. Dlatego należy montować je tak, by miały odpowiedni dopływ i przepływ powietrza ze wszystkich stron.

Budowa konstrukcji wsporczych

Elementem umożliwiającym zamontowanie paneli na gruncie lub budynku jest konstrukcja wsporcza, która ma na celu zapewnienie stabilności całego układu. Warto pamiętać, że nowoczesne systemy zarządzania energią, takie jak rekuperacja, mogą efektywnie współpracować z instalacjami OZE.

Montaż na dachu wymaga określenia rodzaju pokrycia oraz ukształtowania dachu. Po doborze właściwych komponentów instalacji fotowoltaicznej należy zamontować specjalny stelaż. Zarówno na dachu jak i gruncie, stelaż składa się z szyn montażowych oraz profili montażowych. Profile łączone są za pomocą śrub i akcesoriów montażowych.

Na przygotowanym stelażu układane są panele fotowoltaiczne, połączone ze sobą szeregowo, które należy podłączyć do falownika. Jakie możliwości dają konstrukcje z profili montażowych?

• Gęsta perforacja profili pozwala na szeroki zakres regulacji bez konieczności wiercenia i spawania.
• Wzdłużna perforacja profili umożliwia płynną regulację kąta nachylenia konstrukcji.
• Perforacja profili obniża również ciężar konstrukcji, równocześnie nie zmieniając ich właściwości wytrzymałościowych. Przez zastosowanie takiego rozwiązania instalatorzy nie noszą ciężkich profili i ich praca jest wydajniejsza.
• Możliwość wykonania konstrukcji montażowych z różnych materiałów w zależności od zastosowania.
• Produkcja profili montażowych typu STRUT odbywa się na najwyższej klasy maszynach, co zapewnia wysoką jakość produktów.
• Profile wykonane z blachy o powłoce ogniowej gwarantują wieloletnią odporność na korozję w warunkach atmosferycznych.
• Wszystkie profile montażowe typu STRUT produkowane są w Polsce.
• Elementy systemu STRUT uzyskały pozytywną ocenę właściwości użytkowych w postaci Krajowej Oceny Technicznej ITB-KOT-2019/0940.

System montażowy STRUT

Asortyment Alnor Systemy Wentylacji umożliwi Ci szybki montaż instalacji fotowoltaicznych. Elementy systemu STRUT są wykonane ze stali zwykłej, węglowej lub ze stali konstrukcyjnej i są zabezpieczone przed korozją ogniową powłoką cynkową Z100 wg normy PN-EN 10346:2015, o masie nie mniejszej niż 100g/m2 i grubości nominalnej 7um lub elektrolityczną powłoką cynkową wg normy PN-EN ISO 2081:2011 lub PN-EN ISO 4042:2001, o grubości nie mniejszej niż 5 um.

Odchyłki wymiarów odpowiadają normom:

• Gwintów: PN-EN 10143:2008
• Grubości blach stalowych: PN-EN 10143:2008
• Wymiary pozostałych elementów systemu montażowego STRUT odpowiadają klasie tolerancji m wg normy PN-EN 22768-1:1999

Parametry wytrzymałościowe systemów montażowych

Przy montażu systemu należy zwrócić uwagę na właściwości użytkowe szyn montażowych. Parametry wytrzymałościowe systemu montażowego STRUT dostępne są w KOT. Nośności charakterystyczne i obliczeniowe elementów wsporczych wyznacza się dzieląc nośności charakterystyczne przez współczynnik bezpieczeństwa równy:

• 1,54 – w przypadku szyn montażowych i wsporników ściennych,
• 2,0 – w przypadku nakrętek ślizgowych.

Obciążenia dopuszczalne szyn montażowych są to minimalne naprężenia potrzebne do zniszczenia elementu. Warto pamiętać, że profesjonalna instalacja wymaga komponentów najwyższej jakości, podobnie jak nasze systemy wentylacyjne.

Pamiętaj by wybierać mocowania, które posiadają badania wytrzymałościowe.