Z czego składa się system fotowoltaiki?

Produkcja energii z promieniowania słonecznego nie byłaby możliwa bez modułów fotowoltaicznych. Aby móc korzystać z tego odnawialnego źródła energii, potrzebujesz także falownika, okablowania, aparatury zabezpieczającej. Z czego składa się system fotowoltaiki i o jakie elementy warto go rozszerzyć? Sprawdź!

Rodzaje instalacji fotowoltaicznych. Jak działa system on-grid, a jak off-grid?

System fotowoltaiki on-grid jest podłączony do publicznej sieci energetycznej. W takim systemie w przypadku wyprodukowania energii, która nie może być na bieżąco spożytkowana przez urządzenia elektryczne w budynku, następuje przesłanie nadwyżki energii do sieci dystrybutora. System off-grid działa niezależnie od zewnętrznych dostawców energii.

Z jakich elementów składa się system on-grid, a z jakich off-grid? Przede wszystkim takie instalacje są wyposażone w różne rodzaje falowników. W przypadku systemów podłączonych do sieci jest to urządzenie, które w razie awarii po stronie dostawcy wyłącza się, przez co produkcja energii elektrycznej staje się niemożliwa. W instalacji off-grid taki problem nie występuje. Taki system musi być natomiast wyposażony w akumulator – magazyn energii, w którym gromadzi się nadwyżki. Elementem instalacji fotowoltaicznej off-grid są również regulatory ładowania.

Podstawowe elementy systemu fotowoltaicznego

Co jest potrzebne, by wytwarzać energię z promieniowania słonecznego? Sprawdź, do czego służą poszczególne elementy instalacji fotowoltaicznej.

Moduły fotowoltaiczne

To właśnie w modułach fotowoltaicznych odbywa się najważniejszy proces – zamiana energii słonecznej w energię elektryczną. W ogniwach zawierających krzem lub platynę zachodzi tzw. efekt fotowoltaiczny. Energia fotonu jest pochłaniana przez ogniwo fotowoltaiczne i przekazywana do elektronu. To (mówiąc w skrócie – więcej dowiesz się z tego artykułu: Budowa ogniwa fotowoltaicznego i zasada działania) prowadzi do wytworzenia energii elektrycznej.

Prosumenci mają do wyboru dwa rodzaje modułów:

• monokrystaliczne – o większej mocy i sprawności;
• polikrystaliczne – ich moc i sprawność jest niższa, ich zaletą jest za to estetyczny wygląd (ciemna, gładka powierzchnia).

Poszczególne modele modułów różnią się mocą – dowiedz się więcej na ten temat: Ile energii produkuje panel fotowoltaiczny?

Falownik

Falownik jest niewielki i niepozorny, ale bardzo potrzebny. To właśnie za pomocą falownika (inwertera) energia prądu stałego wytwarzana w modułach może być zamieniona w energię prądu przemiennego. Taki proces jest niezbędny, by urządzenia elektryczne w budynku mogły wykorzystywać energię z fotowoltaiki.

Falownik pozwala również zadbać o bezpieczną pracę systemu fotowoltaicznego. Gdy napięcie w sieci jest zbyt wysokie lub gdy dojdzie do awarii, urządzenie automatycznie się wyłącza, przez co chroni całą instalację przed uszkodzeniem.

Instalacja fotowoltaiczna może być wyposażona w jeden falownik obsługujący wszystkie moduły. Innym rozwiązaniem jest zastosowanie mikroinwerterów, czyli falowników podłączanych do każdego modułu osobno.

Zabezpieczenia

Aparatura zabezpieczająca to w przypadku systemów PV przede wszystkim:

• ograniczniki przepięć – chroniące instalację przed skutkami uderzeń piorunów;
• wyłączniki i rozłączniki nadprądowe;
• instalacja odgromowa.

Warto pamiętać, że montaż tych elementów instalacji fotowoltaicznej jest obowiązkowy.

Sprawdź także: Dobre nawyki przy korzystaniu z instalacji fotowoltaicznej.

‍

Okablowanie

Na ten element instalacji PV składają się przewody i złącza, za pomocą których podłącza się falownik i moduły, a także inne urządzenia. Ważne jest, by był to osprzęt przeznaczony do fotowoltaiki: wytrzymały, odpowiednio zaizolowany, odporny na wysokie i niskie temperatury czy wilgoć.

Elementy konstrukcyjne fotowoltaiki

Konstrukcja wsporcza umożliwia montaż instalacji fotowoltaicznej na dachu lub na gruncie. Moduły można umieszczać w miejscach o różnym kącie nachylenia, także na dachach płaskich. Ważne jest jedynie, by odpowiednio dobrać elementy wsporcze do warunków.

Konstrukcja wsporcza zapewnia również odpowiednią wentylację modułów, dzięki czemu można uniknąć ich przegrzewania, oraz stabilność i odporność na podmuchy wiatru. Profile i inne akcesoria montażowe powinny być wykonane z metalu niepodatnego na korozję.

O jakie elementy można rozszerzyć system fotowoltaiczny?

Moduły, aparatura zabezpieczająca, falownik i okablowanie – te komponenty pozwolą stworzyć bezpieczną, w pełni sprawną instalację fotowoltaiczną. Nic nie stoi jednak na przeszkodzie, by rozszerzyć system o dodatkowe elementy, które zapewnią większą wydajność. 

Z czego składa się system fotowoltaiki w bardziej zaawansowanej wersji? Może to być:

• magazyn energii – rodzaj akumulatora, w którym gromadzone są nadwyżki energii, to typowy element instalacji fotowoltaicznej off-grid, ale można go wykorzystać również w instalacjach on-grid i hybrydowych;
• urządzenia służące do monitoringu – wyposażone w moduł WiFi, dzięki czemu można obserwować pracę instalacji w odpowiednim oprogramowaniu, w czasie rzeczywistym, lub analizować dane w dłuższym okresie;
• optymalizatory mocy – urządzenia, które pozwalają uzyskać maksymalną produkcję energii przez dany moduł, niezależnie od pracy innych modułów (przydatne np. w sytuacji, gdy część instalacji jest zacieniona).

‍