Komponente fotonaponskih solarnih sistema

U svim fotonaponskim solarnim panelima glavni sastojak je kristalni silicujm. Sto je silicijum cistiji i uvecem procentu, to je sposobnost absorcije suncevih zraka, odnosno sposobnost da se proizvede elektricna energija veca.

Monokristalni fotonaponski paneli:

Solarne ćelije izrađene su od monokristalnog slicijuma (mono-Si). Ono sto ih razlikuje od polikristalnih celija je njihova tamnija boja koja ukazuje na visoku čistoću silicijuma. Ujednacenost tamne boje ih takodje razlikuje od polikristalnih. Monokristalna celija dobija iz kalupa kruznog poprecnog preseka. Odsecanje ivica radi ekonomicnijeg slaganja daje im specifican izgled koji možete vidjeti na slici ispod:

Slika 2 - Monokristalna celija i paneli

 

Polikristalni fotonaponski paneli:

Prvi solarni paneli nabazi polikristalnog silicijuma, koji je takodje poznati i kao polisilicijumski (p-Si) ili multi-kristalnog silicijuma (mc-Si), pojavile su s e na trzistu jos 1982 godine. Za razliku od monokristalne solarne panele, polikristalni solarni paneli su jednostavniji za izradu i proces se sastoji od izlivanja slicijuma u kvadratni kalup, koji se zatim ohlade i izrežu u savršeno kvadratni oblik. Za razliku od monokristalnih celija razlikuju se i po boji. Njihova boja je svetlija a tekstura ne ujednacena poput kristala zaledjene vode kao na slici ispod:

Slika 3 - Polikristalna celija i paneli

Iz svega gore navedenog postavlja se pitanje: Koji su paneli bolji? Odgovor na ovo pitanje nije bas jednostavno dati iz razloga sto i polikristalni i monokristalni paneli imaju svoje prednosti i mane. Nabrojacemo neke od njih:

- Monokristalni paneli su nesto skuplji od polikristalnih jer kod proizvodnje polikristalnih panela nema otpada i opsecanja celija

- Monokristalni paneli su efikasniji od polikristalnih i po kvadratnom metru imaju vecu iskoriscenost odnosno u
stanju su da proizvedu vise elektricne energije

- Monokristalni paneli za razliku od polikristalnih mogu imati problem u radu ako im se jedan deo pokrije
( recimo nekom senkom od drveta ili susednog objekta ili prasine)

- Monokristalni paneli se zbog tamnije boje celija vise zagrevaju od polikristalnih, te im je tako zivotni
vek nesto kraci . Neki strucnjaci kazu da je to skracenje radnog veka minimalno i zanemarljivo

- Monokristalni paneli imaju duzi zivotni vek od polikristalnih panela.

Paneli koji se mogu naci na nasem trzistu su uglavnom 12V i 24V nazivnog napona sto svakako pise na nalepnici proizvodjaca na poledjini svakog panela. Ako kojim slucajem nemate nalepnicu ili su brojke na istoj izlizane, brojanjem celija mozete odrediti da li je nazivni napon vaseg panela 12V ili 24V. Jedna celija daje struju od oko 0.5V i sve su celije vezane na red tako se mnozenjem broja celija sa naponom celije dobija nazivni napon panela.

Fotonaponski solarni paneli se sastoje od odredjenog broja celija. U pocetku su te celije bile povezivane jednom trakom koja je povezivala celije. Ta traka naziva se BUSBAR i vremenom se broj busbarova povecavao. Standard kod nas su 3 busbar magistrale ali neki proizvodjaci u poslednje vreme prave panele sa 4 ili cak 5 busbarova. U principu sto je vise busbarova to je panel kvalitetniji i pouzdaniji jer ako je slucajno neka magistrala losijeg kvaliteta ili neujednacene strukture, ostale magistrale ce neometano raditi.

Kontroler punjenja u solarnom sistemu igra jako vaznu ulogu. Kontroler ima dva zadatka i kao takav vazan je deo svakog solarnog sistema. Prvi zadatak kontrolera je da sacuva i ne dozvoli baterijama da se prepune iz razloga sto fotonaponski solarni paneli kad ima sunca prav struju bez prestanka. Usled neispravnosti ili nedostatka kontrolera baterije bi se nekontrolisano punile i vrlo brzo unistile.

Drugi zadatak podjednako vazan kao i prvi a to je da ne dozvoljava potrosacima da baterije duboko isprazne sto je jako stetno za baterije a ciji zivotni vek direktno zavisi od dubine praznjenja. Vise detalj amozete videti ovde. Kontroler pored ove dve primarne funkcije moze imati jos korisnih stvarcica kao sto je stabilisani izlaz od 5V, 12V koji su ograniceni na manje vrednosti struje ( do 3A ) kao i izlaz za vece potrosace koji u zavsnosti od deklarisane snage idu i do 60A bila na 12 ili 24V.

Kontroleri punjenja i praznjenja imaju visestruke zastite poput: slucajno izavanog kratkog spoja, preopterecenja, obrnutog polariteta i slicno. Solarni kontroleri ozbiljnijih proizvodjaca imaju pored gore navedenog i temperaturnu kompenzaciju napona punjenja baterije usled povisene ili snizene temperature u kojoj su baterije stacionirane. Buduci da se u ovom delu necemo baviti baterijama spomenucemo samo da je na nizim temperaturama potreban visi napon u V kako bi baterije bile pravilno dopunjavane. Na ovakvim kontrolerima postoji mesto na kome se prikljucuje temperaturna sonda ciji kraj treba biti blizu baterija.

Vecina kontrolera punjenja i praznjenja koja se danas nalaze na nasem trzistu imaju tzv "Auto sense" karakteristiku tj prepoznavanje napona sistema na osnovu prikljucenih baterija 12 ili 24 V.

Vecina kontrolera poseduje LCD displej sa jasnim grafickim prikazom tako da uvek mozete jednostavno videti sve parametre punjneja ili prznjenja vaseg solarnog sistema.

Glavna podela kontrolera je na PWM i MPPT tehnologiju.

 

 

U ovom delu pokusacemo da objasnimo kako stvari zaista stoje i kakav sistem zaista treba da bude, kao i sta od sistema mozete ocekivati. Jako je bitno shvatiti da je je efikasnost i upotreba fotonaponskih solarnih panela leti i zimi potpuno drugacija i neuporediva.

1.Upotreba solarnog sistema u zimskom periodu: Ulazne cinjence:

- Dan traje oko 9 sati,
- Dan vrlo cesto moze biti bez sunca, sa padavinama, maglom ili snegom.
- Sve olovne baterije bilo da su suve, gel ili sa tecnim elektrolitom imaju smanjeni kapacitet i potreban je veci napon da bi se baterije napunile.

Sistem cini:

- Solarni panel monokristalni od 200W na 24V
- Kontroler punjanja 24V - 30A
- Sinusni inverter 1000W na 24V

Uzecemo prosecan zimski dan. Sunca na nebu nema vec tri dana i solarni panel proizvodi oko 300mA tacno u podne.Inverter je ukljucen i u standby rezimu trosi ~300mA. Sistem je bukvalno na nuli. Nema pravih potrosaca. Sve sto panel napravi, inverter potrosi. Takodje dok je noc inverter i dalje trosi svojih 300mA a panel ne proizvodi nista.

Solarni paneli bilo da su monokristalni ili polikristalni nisu u u stanju da naprave ozbiljniju struju koja moze napuniti Vase baterije ispraznjenje tokom predhodne noci. Sistem jedva odrzava sam sebe, Prikljucivanje bilo kakvog potrosaca prazni baterije koje ako ni sledecih dana ne bude sunca idu sve dublje i dublje u praznjenje sto im ne prija. Potrebno je dopunjavanje baterija sa nekim dodatnim punjacem iz mreze ili nekog agregata. Pojacavanjem broja solarnih panela i vezivanjem u paralelu dobilo bi se jako malo i takva investicija je ne isplativa kad je dan kratak i bez sunca.

 

 

 

1.Solarni panel

Solarni panel kao proizvodjac elektricne energije moze biti monokristalni i polikristalni. Uopstena razlika izmenju momokristalnih i polikristalnih panela je da monokristalni kostaju nesto vise kao i to da oni prave vise struje po oblacnom vremenu dok polikristalni daju vise struje kada je suncano vreme tj u letnjem periodu.

 

2. Kontroler

Kontroler punjenja u solarnom sistemu igra jako vaznu ulogu. Kontroler ima dva zadatka i kao takav vazan je deo svakog solrnog sistema. Prvi zadatak kontrolera je da sacuva i ne dozvoli baterijama da se prepune.Drugi zadatak podjednako vazan kao i drugi je da ne dozvoljava potrosacima da baterije duboko isprazne sto je kjako stetno za baterije a ciji zivotni vek direktno zavisi od dubine praznjenja. Vise detalj amozete videti ovde. Kontroler pored ove dve primarne funkcije moze imati jos korisnih stvarcica kao sto je stabilisani izlaz od 5V, 12V koji su ograniceni na manje vrednosti struje ( do 3A ) kao i izlaz za vece potrosace koji u zavsnosti od deklarisane snage idu i do 60A bila na 12 ili 24V.

 

3. Inverter

Inverter kao sto mu samo ime kaze invertuje energiju akumuliranu u baterijama sa napona baterija ( 12V, 24V ili 48V ) na 220V. Inverter moze biti sa modifikovanim i cistim sinusnim izlazom.