Užitočné informácie o návrhoch fotovoltických systémov

Autor: Milan Drbohlav | 24.11.2014 o 0:00 | Karma článku: 0,00 | Prečítané:  150x

Z hľadiska fotovoltiky je využitie slnečného žiarenia na výrobu elektriny závislé od zemepisnej polohy a od lokálnej oblačnosti. To sú základné parametre, z ktorých je nutné vychádzať pri úvahách o investícii do solárnej elektrárne.

Bez ohľadu na problémy spojené s obstaraním a prevádzkovaním malých solárnych elektrární, má tento spôsob získavania elektrickej energie budúcnosť.  Z hľadiska fotovoltiky je využitie slnečného žiarenia na výrobu elektriny závislé od zemepisnej polohy a od lokálnej oblačnosti. To sú základné parametre, z ktorých je nutné vychádzať pri úvahách o investícii do solárnej elektrárne.  Slnečné žiarenie môžeme rozdeliť do 3 kategórií:

1) Priame žiarenie  (beam) – lúče svetla, ktoré nie sú odrazené ani rozptýlené,

2) Difúzne žiarenie  – žiarenie prichádzajúce zo všetkých smerov okrem slnečného kotúča,

3) Odrazené žiarenie  (albedo) – žiarenie odrazené od okolitých predmetov.

Celkové (globálne) žiarenie je súčtom všetkých troch zložiek . Oblačnosť je potom obvykle zohľadnená tzv. indexom priezračnosti , ktorý sa v jednotlivých mesiacoch výrazne líši. Jeho veľkosť je závislá práve od podielu priameho žiarenia, ktoré je pre fotovoltiku kľúčové, ku žiareniu celkovému. V oblasti strednej Európy je relatívne vysoký podiel difúzneho žiarenia a s tým je pri návrhu fotovoltických (PV)  systémov nutné počítať

PV systémy je možné rozdeliť  podľa polohy alebo podľa konštrukcií.. Najčastejšie sa PV systémy delia podľa  spôsobu pripojenia k distribučnej sústave - autonómne (grid-off), k sieti pripojené (grid-on), hybridné (so sieťou, bez siete).

Autonómny (grid-off) PV systém

Autonómny PV systém je taký systém, ktorý nepotrebuje na svoju funkciu distribučnú sústavu. Používa sa tam, kde je problematické vybudovanie prípojky elektrickej energie, tzn. najmä odľahlé objekty. Medzi autonómne PV systémy patria tiež všetky vreckové aplikácie – solárne svietidlá, solárne autíčka na hranie, solárne kalkulačky, nabíjačky a pod. Konštrukcia vreckových aplikácií sa pritom v podstate od väčších systémov napájacích napr. rodinné domy príliš nelíši. Medzi komponenty patria fotovoltické panely, kabeláž, riadiaca elektronika a akumulátory. Pri veľkých systémoch potom aj konštrukcie, na ktorých sú PV moduly upevnené a riadiaca elektronika býva vo forme regulátorov, prípadne striedačov s regulátorom. Cena autonómnych systémov je kvôli pomerne vysokým cenám akumulátorov relatívne vysoká, no vzhľadom na rozvoj akumulátorov je možné očakávať jej pokles. Autonómne systémy sa tak súčasne pri existencii stále úspornejších spotrebičov fungujúcich i pri jednosmernom napájaní stávajú zaujímavou alternatívou pre zariadenie chát a ďalších menších objektov.

K sieti pripojený (grid-on) PV systém

K sieti pripojený PV systém je taký systém, ktorý pre svoju funkciu potrebuje distribučnú sústavu. Na rozdiel od autonómnych systémov tu nesmie dôjsť k autonómnemu chodu – ostrovnej prevádzke, ktorá môže byť pre distribučnú sústavu nebezpečná. Súčinnosť so sieťou obstaráva obvykle striedač, ktorý máva tiež funkciu kompenzácie jalového výkonu (fotovoltika je svojím charakterom kapacitný zdroj – zdroj jalovej energie, ktorej prebytok môže spôsobiť nárast napätia v sieti). Komponenty sú inak obdobné ako v prípade autonómnych systémov, iba je tu ešte nutnosť použitia ďalších ochrán kvôli súčinnosti so sieťou a naopak nie sú nutné akumulátory. Pre PV systémy do 30kWp nemajú grid-on význam.

Hybridný PV systém

Hybridný PV systém je autonómny PV systém pripojený k sieti, ale využívá ju len ako zálohu. To znamená, že ide o systémy, ktoré sú schopné účinne spotrebovať takmer všetku vyrobenú energiu, ale do siete dodávajú len veľmi nepatrné prebytky a vďaka akumulátorom takmer nepotrebujú sieť na napájanie. Ich súčasťou bývajú obvykle moderné komponenty ako napr. tepelné čerpadlá.

S ohľadom na súčasný postoj distribučných spoločností a platnou legislatívu je pre malé solárne elektrárne najzaujímavejší hybridný PV systém. Pokiaľ ide o objekt bez elektrickej prípojky, je nutné do kalkulácie zahrnúť cenu postavenia tejto prípojky oproti cene autonómneho PV systému.

Návrh hybridného PV systému

Pri voľbe sklonu panelov je potrebné zohľadniť charakter spotreby objektu. Napríklad, pokiaľ je objekt využívaný celoročne, je vhodné sklon optimalizovať skôr pre zimné mesiace (v našich podmienkach ide o uhol sklonu 60°). Pokiaľ chceme pokryť celú spotrebu objektu iba fotovoltikou, je potrebné okrem počtu fotovoltických modulov (kde sa obvykle riadime dostupnou plochou pre inštaláciu) zvoliť aj správnu veľkosť akumulátorov (pokiaľ požadujeme elektrinu i v čase, keď nesvieti Slnko). Návrh vychádza zo spotreby objektu a istoty, ktorú chceme mať pri menej slnečných dňoch. Pokiaľ nie je veľkým problémom výpadok elektrickej energie, je možné použiť akumulátory menšie. V súčasnosti je cena akumulátorov stále vysoká, ale súčasné trendy napovedajú, že by cena mohla v nasledujúcich rokoch významne poklesnúť. Pri zvažovaní priemernej dennej výroby vyššej ako priemernej spotreby je možné zvažovať pre bežné vidiecke objekty kapacitu batérií 3- až 5-krát vyššiu ako je priemerná spotreba objektu. Pre náročné aplikácie je kapacita akumulátorov počítaná až na osemnásobok priemernej spotreby objektu (tu je zároveň počítané i s väčším pomerom priemernej výroby k priemernej spotrebe – teda zvýšenie počtu fotovoltických modulov). Pre plne autonómny systém s nepretržitou prevádzkou, napríklad základňovou stanicou BTS vychádza pomer príkonu stanice k výkonu PV poľa 1:50 – pre 1 W príkonu zariadenia je potrebných cca 50 Wp FVP a zodpovedajúce batérie.

Okrem voľby akumulátorov je vhodné zvážiť tiež voľbu spotrebičov do objektu a aj ich využitie. Dnes je k dispozícii už množstvo spotrebičov na jednosmerný prúd, ktoré potom umožnia zlacniť a zjednodušiť celý systém (nie je potrebné inštalovať striedač, vystačíme si s regulátorom), minimálne je vhodné nahradiť spotrebiče s vysokou spotrebou elektrickej energie za úsporné a racionalizovať spotrebu. Napr. nie je nutné prať v noci a tým spotrebovávať prúd z batérií, ale naopak cez slnečný deň na poludnie, keď je možné očakávať, že budeme mať k dispozícii i prebytky. Inteligentným riadením podobných objektov (najmä hybridných domov) sa dnes zaoberá i množstvo firiem so svojimi riešeniami na kľúč.

Okrem klasických striedačov používaných v prípade grid-on systémov sa pre autonómne systémy používajú regulátory, ktoré riadia toky energie, tzn. rozhodujú, či má byť energia z fotovoltických panelov využitá na nabíjanie akumulátorov, alebo má napájať objekt. Ďalej sledujú úroveň nabitia akumulátorov a pri kritických hodnotách potom akumulátory odpájajú. Niektoré regulátory sú už integrované dohromady so striedačom, iné je potrebné striedačom doplniť, aby bolo možné objekt zásobovať. Použitie striedača sa potom obvykle riadi parametrami regulátora.

Malé solárne elektrárne budú na Slovensku vždy len doplnkovým zdrojom energie a majú zmysel predovšetkým pre rodinné a obytné domy. Ich rozvoj môže významne posilniť schválená dotácia zo štrukturálnych fondov Európskej komisie.

Zdroj: solarnenovinky.sk

 

Páčil sa Vám tento článok? Pridajte si blogera medzi obľúbených a my Vám pošleme email keď napíše ďalší článok
Pridaj k obľúbeným

Hlavné správy

DOMOV

Odhalila kauzu slovenského predsedníctva. Odkiaľ prišla Zuzana Hlávková?

Gymnázium, ktoré navštevovala momentálne najznámejšia slovenská whistleblowerka, jej plánuje vyjadriť verejnú podporu.

DOMOV

Voliči chcú odchod Kaliňáka a Fica z Bonaparte. Smer bude padať ďalej

V Prešove bude Smer v najhoršej kondícii.

SVET

Pozrite si, ako za dva roky zničila vojna Donecké letisko

Miesto bojov medzi proruskými separatistami a ukrajinskou armádou.


Už ste čítali?