Schrack Technik s.r.o.

Fotovoltické ostrovné systémy

CELKOVÉ ŽIARENIE

V súčasnosti sa téma obnoviteľných zdrojov energie ako sú slnko, vietor, voda, biomasa zameriava predovšetkým na oblasť využitia energie slnečného žiarenia. Každoročne dopadne zo Slnka na Zem približne 5 000x väčšie množstvo slnečnej energie, než je celosvetová spotreba. Riešenie energetických problémov je preto potrebné hľadať najmä vo využití tejto výhodnej ponuky.

Slnko je centrálnou hviezdou našej planetárnej sústavy. Teplota na jeho povrchu je približne 6 000 stupňov Kelvina a zdrojom jeho energie je termonukleárna reakcia - premena vodíka na hélium. Každú sekundu sa niekoľko tisíc ton slnečnej hmoty premení na energiu vyžiarenú do okolitého vesmíru, a len nepatrné množstvo z tejto energie, 45 miliardtín dopadne na našu Zem.

Slnečná energia dopadána Zem v značne "zriedenej" forme, na hranici atmosféry je to 1350 W/m2(slnečná konštanta). Časť tejto energie sa pri prieniku atmosférou odrazí alebo ju pohltí, takže na povrch Zeme dopadne, max. 1 000 W/m2 vo forme priameho a difúzneho žiarenia. Difúzna zložka vzniká rozptylom priameho svetla v oblakoch, na nečistotách z ovzdušia a odrazom od terénu. Táto časť slnečného žiarenia spôsobuje, že obloha sa nám javí ako modrá.

Slnečné žiarenie má malú energetickú hustotu a vyznačuje sa veľkou časovou a oblastnou nerovnomernosťou. V letnom polrokudopadne na Zem 75% z celoročného globálneho žiarenia, avšak s veľkými geografickými rozdielmi. Rozdiely sú i v rámci Slovenskej republiky. Množstvo dopadajúceho slnečného žiarenia na 1 m2 na Slovensku sa v priemere pohybuje medzi 1016kWh/m2 až 1203 kWh/m2 za rok, z toho väčšina - 800 kWh/m2 v období od apríla do septembra. Najviac slnečného žiarenia je počas celého roka zaznamenané na juhu Slovenska, najmenej na Orave a na Kysuciach. Rozdiely sú najväčšie v lete, v čase najväčších prebytkov solárneho tepla. V oblastiach s nadmorskou výškou od 700 do 2000 m.n.m je možné počítať s 5% nárastom globálneho žiarenia. Rozloženie slnečnej energie v rámci Európy ako aj Slovenskej republiky je zobrazené na tzv. mapách slnečného osvitu.

Jednoduchý a elegantný spôsob, ako premeniť slnečné žiarenie na elektrickú energiu, umožňujú fotovoltické technológie. Tieto systémy pracujú na princípe fotoelektrického javu: častice svetelného žiarenia - fotóny - dopadajú na solárny článok a svojou energiou z neho uvoľňujú elektróny. Polovodičová štruktúra článku potom usporiada pohyb elektrónov na využiteľný jednosmerný elektrický prúd. Takto vzniknutý prúd je následne pomocou striedačov premenený na striedavé napätie, ktoré je možné dodávať priamo do elektrickej distribučnej siete, alebo používať prednostne pre vlastnú spotrebu a iba jeho prebytok dodávať do siete.

Fotovoltické systémy sa vyznačujú vysokou spoľahlivosťou, bezúdržbovou prevádzkou a dlhodobou životnosťou - až niekoľko desiatok rokov. Podpora výroby elektriny fotovoltickým systémom bola legislatívne zabezpečená prijatím Zákona č. 309/2009Zb.z. o podpore obnoviteľných zdrojov energie, ktorý umožňuje prednostné pripojenie fotovoltického zariadenia do regionálnej distribučnej sústavy a garantuje aj dlhodobý povinný odber elektrickej energie prevádzkovateľom tejto sústavy. Tieto podmienky umožňujú výraznejší rozvoj fotovoltiky na Slovensku a pre majiteľov a prevádzkovateľov týchto systémov predstavujú z pohľadu dlhodobých investičných zámerov aj vysokú ekonomickú výhodnosť.

PRINCÍP FUNKCIE SOLÁRNEHO ČLÁNKU

Solárne články sú prevažne vyrábané z vysoko čistého kryštalického kremíka, ktorý sa používa tiež pre výrobu polovodičov v elektronike. Východiskovou surovinou je
kremičitý piesok (SiO2), ktorý je bežne dostupný. Takto získaný surový kremík sa však musí ďalej upravovať do chemicky čistej formy.


Pomocou fotovoltického efektu zo slnečného žiarenia vzniká elektrické DC napätie a po pripojení do obvodu jednosmerný prúd. Toto napätie je vedené cez prepojovacie
krabice a odtiaľ jednosmerným vedením do striedača. V striedači sa prevádza jednosmerné napätie na striedavé. Výrobca potom môže takto vyrobenú energiu dodávať priamo do siete alebo používať pre svoju svoju spotrebu a prebytok dodávať do siete (tzv. zelený bonus).

Príklady použitia

Elektrifikácia menších obcí, zavlažovacie systémy, monitorovacie stanice počasia, turistické objekty, riadenie dopravy, telekomunikácie, atď .

Analýzy do budúcnosti potvrdzujú, že dopyt po obnoviteľnej energii, najmä po samotných fotovoltaických systémoch, sa neustále zvyšuje. Je to najmä preto, že fosílne palivá sú vyčerpateľné a FV systémy sú význačné ich všestrannosťou a flexibilitou.

Technické vylepšenia znížujú výrobné náklady, a tým aj náklady na spotrebiteľa - čo zvyšuje tendenciu predajnosti. V mobilnej oblasti malých aplikácií, sa používajú čoraz viac a viac ostrovné FV systémy.

Výhody

  • Prevádzková spoľahlivosť a jednoduchá konštrukcia
  • Je určený na použitie aj pri výkyvoch dodávok enerigie zo slnka