POTPUNI VODIČ ZA SOLARNE PANELE

ŠTO SU SOLARNI PANELI?

Solarni panel je skup solarnih fotonaponskih (PV) ćelija koje apsorbiraju sunčevu svjetlost i pretvaraju tu svjetlost u električnu energiju. Za većinu instalacija, više solarnih panela je povezano kako bi se stvorio solarni niz. Komponente solarne ploče uključuju solarne ćelije, stakleno kućište, stražnju ploču, metalni okvir i kablove za prijenos električne energije.

KRATKA POVIJEST TEHNOLOGIJE SUNČEVE ELEKTRIČNE ENERGIJE

Thomas Edison je razvio istosmjernu struju (DC), krug u kojem elektroni teku u jednom smjeru. DC električna energija radila je slično kao baterija koja napaja žarulju, što je bio standard u Sjedinjenim Državama do 1880-ih. Nikola Tesla je smatrao da je električna energija izmjenične struje (AC) bolje rješenje jer se lako može pretvoriti u različite napone, što je olakšava transport na velike udaljenosti.

Plima se počela okretati kada je Teslina tehnologija izabrana za Svjetsku izložbu u Chicagu 1893., a električna energija izmjenične struje postala je standard za električnu mrežu u Sjedinjenim Državama. Tesla, Inc. sada je naziv tvrtke koju je stvorio Elon Musk koja koristi izmjeničnu struju za svoja energetski učinkovita vozila i solarne tehnologije.

Sunčeva energija je kritična za sav život na zemlji, a ljudi su oduvijek nalazili načine da iskoriste njegovu energiju. Solarna PV tehnologija, kakvu danas poznajemo, postoji otkako je Bell Labs stvorio prvu silicijsku ćeliju 1954. Do 1960. učinkovitost solarnih ćelija poboljšala se s 4% na 14%.

Industrija solarne energije nastavila se širiti tijekom sljedećih desetljeća. Solarna tehnologija je poboljšana zahvaljujući ulaganjima u istraživanje i razvoj te regulatornim okvirima za solarne interkonekcije koje su uspostavile savezne i državne vlade. Oba su uključivala politike kao što su porezni krediti, rabati i standardi obnovljive energije.

Do 1999. kumulativni instalirani solarni kapacitet dosegao je 1.000 megavata (MW). 2000. godine, dok su astronauti postavljali solarne ploče na Međunarodnu svemirsku stanicu, Sandia Laboratories izumio je moderan inverter koji je poboljšao sigurnost sustava tijekom nestanka struje.

U gotovo dva desetljeća od tada, troškovi solarnih panela dramatično su pali zbog inovacija u dizajnu solarnih panela i poboljšanja sustava regala koji čine instalacije lakšim i bržim za dovršenje.

Prema izvješću o podacima iz Statiste, unutar gotovo dva desetljeća u rasponu od 2000. do 2019. godine, svjetska neto proizvodnja solarne PV energije porasla je sa 1.288 MW na 633.700 MW.

Budućnost inovacija solarne tehnologije nastavit će napredovati, olakšavajući prosječnim ljudima stjecanje visoko učinkovitih panela, a novi će se sustavi vjerojatno usredotočiti na materijale izvan ili uz silicij. Na primjer, nedavna otkrića s perovskitima mogu dovesti do panela veće učinkovitosti i mogućnosti premazivanja različitih površina solarnom energijom jednako lako kao i bojanje.

S obzirom na to da je količina sunčeve svjetlosti koja svakog sata stigne na Zemlju dovoljna da napaja čitavu zemaljsku kuglu tijekom jedne godine, potencijal solarne energije je neograničen.

VRSTE SOLARNIH PANELA

Proizvođači solarnih panela koriste različite vrste solarnih ćelija i solarnih tehnologija, ali najčešći materijal koji se koristi za solarne ćelije je silicij (Si). Silicij je ključna komponenta različitih vrsta solarnih panela, a svi imaju svoje prednosti i nedostatke. No, ovisno o tome kako koristite solarnu energiju, važno je znati prednosti bilo koje nove tehnologije solarnih ćelija koje koriste dodatne tehnike ili materijale.

Solarne ćelije su izrađene od silicija i izgrađene su s pozitivnim i negativnim slojem za stvaranje električnog polja, sličnog bateriji. Većina solarnih panela izrađena je od monokristalnog ili polikristalnog silicija.

MONOKRISTALNI SILICIJ

• Prosječni raspon učinkovitosti: 15%-24%
• Kako se izrađuje: Oblatne su izrezane iz jednog kristalnog bloka visoko čistog silicija sa stanicama koje tvore prepoznatljiv oblik.
• Izgled: Monokristalne stanice imaju ujednačen izgled malih crnih kvadrata sa zarezanim kutovima. Solarni paneli izrađeni s ovim solarnim ćelijama obično imaju bijelu ili crnu stražnju ploču.
• Značajke: Ovi paneli učinkovitije provode električnu energiju i rade bolje na visokim temperaturama i zasjenjenim uvjetima, omogućujući im da generiraju više solarne energije od ostalih panela iste veličine. Budući da je ova vrsta tehnologije najpouzdanija, ona također ima dokazanu izdržljivost. Međutim, oni su najskuplji paneli i stvaraju više otpada u procesu proizvodnje.

POLIKRISTALINSKI (ILI MULTIKRISTALNI) SILICIJ

• Prosječni raspon učinkovitosti: 12%-16%
• Kako se izrađuje: Fragmenti iz više kristala silicija zagrijavaju se, tope i stisnu zajedno da tvore veliku solarnu ćeliju.
• Izgled: Ove solarne ćelije imaju višestruku, neujednačenu površinu nalik dragulju i obično su plave boje.
• Značajke: Polikristalni solarni paneli su manje učinkoviti, ali jeftiniji, a također i manje rasipni u procesu proizvodnje silicija. Ovo su najzastupljeniji solarni paneli u svijetu, prvenstveno zbog procvata proizvodnje u Kini tijekom posljednjih nekoliko godina. Osim toga, ove solarne ćelije su prekrivene staklenim kućištem, obično izrađenim od antirefleksnog stakla kako bi se povećala apsorpcija sunčeve svjetlosti i poboljšala učinkovitost solarnog panela, a također su zaštićene stražnjim slojem.

TANKOSLOMSKI SOLARNI PANELI

• Prosječni raspon učinkovitosti: 7% -13%
• Kako se izrađuje: Tanki sloj fotonaponskog materijala ili kombinacije materijala kao što je nekristalni amorfni silicij (a-Si), kadmij telurid (CdTe) ili bakar indij galij selenid (CIGS) nanosi se na površinu kao što je staklo, plastika, ili metal.
• Izgled: tankoslojne silikonske ploče općenito su veće i imaju ujednačen, čvrst crni izgled.
• Značajke: Ovo je novija tehnologija koja je komercijalno dostupna i prikladna je za domove ili tvrtke gdje prostor nije problem. Tankofilni solarni paneli su jeftini, jednostavni za proizvodnju, fleksibilni, prijenosni i lagani. Međutim, oni su manje izdržljivi i imaju kraći vijek trajanja.

SILICIJSKI SOLARNI PANELI SAŽETAK

Tip silikonske ćelije Učinkovitost Ključne prednosti Ključni nedostaci
Monokristalni 15%-24% Najučinkovitiji, izdržljivi, dokazani, estetski ugodan Najveći trošak
Polikristalni 12%-16% Niža cijena, poboljšanje učinkovitosti Niža učinkovitost, lošija estetika
Tanki film 7%-13% Niska cijena, jednostavan za izradu, najbolja estetika Niska učinkovitost, manje dokazano

OSTALE TEHNOLOGIJE SOLARNIH ĆELIJA

Solarne ćelije s više spojeva temelje se na istim principima kao i ćelije na bazi silicija, osim što su dizajnirane s više slojeva različitih poluvodiča koji mogu uhvatiti više svjetlosnog spektra.

HETEROJUNKCIJA S INTRINSIČNIM TANSKIM SLOJOM (HIT)

HIT solarne ćelije, koje je izumio Panasonic, koriste tanke intrinzične slojeve amorfnog silicija na gornjoj i donjoj površini pločice od kristalnog silicija.

PEROVSKITI

Solarne ćelije napravljene od perovskita su obitelj kristala nazvana po ruskom geologu Levu Perovskom. Perovskiti su manje stabilni od silicija, ali mogu postići sličnu učinkovitost solarne energije kao monokristalne ćelije uz nižu cijenu.

Iako još nije komercijalno dostupna, ova obećavajuća tehnologija uskoro bi se mogla primijeniti kao film na postojeće ćelije na bazi silicija kako bi se povećala učinkovitost standardnih solarnih panela.

KAKO RADE SOLARNI PANELI

Funkcije sustava solarnih panela jednostavnije su nego što ljudi misle.

Sunce oslobađa sićušne pakete energije zvane fotoni koji putuju do Zemlje, a ova sunčeva svjetlost obasjava panele u različitim količinama ovisno o njihovoj orijentaciji i lokaciji vašeg doma ili tvrtke. Solarni paneli zatim pretvaraju sunčevu energiju (fotone) u električnu energiju kada udare u solarnu ćeliju izbacivanjem elektrona iz njihovih atoma. Ti elektroni zatim teku kroz vod do pretvarača.

Invertori pretvaraju tu električnu energiju iz istosmjerne u izmjeničnu – izmjenična struja je ono što koristimo za naša svjetla, uređaje i uređaje (sve što se uključi u zidnu utičnicu). Izmjenična struja zatim teče do vašeg brojila za napajanje vašeg doma ili gradske mreže.

Kada sunce ne sja i vaši paneli nemaju sunčevu energiju za pretvaranje u električnu energiju, vaš će se dom i dalje napajati iz električne mreže. Ako vaš sustav solarnih panela generira više električne energije nego što koristite u bilo kojem trenutku, ta će električna energija teći iz vašeg doma natrag u mrežu. Mnoge komunalne tvrtke imaju politiku neto mjerenja koja vam zaslužuju višak solarne energije koju proizvodite.

VRSTE INVERTERA

Drugi ključni dio solarnog elektroenergetskog sustava je inverterska tehnologija. Postoje tri glavne vrste pretvarača:

• String inverter: DC električna energija iz vašeg solarnog sustava se usmjerava kroz jedan pretvarač, koji je zatim spojen na vašu električnu ploču. Gumeni pretvarači su najjeftinije rješenje pretvarača, ali otežavaju procjenu problema s performansama pojedinačnih ploča.
• Mikroinverter: Mikro-invertori se pričvršćuju na poleđini svake pojedinačne ploče. Oni su obično skuplji, ali omogućuju nadzor na razini panela.
• Hibrid: Ovo nudi srednje rješenje koje kombinira centralizirani inverter s optimizatorima snage na svakoj ploči. Optimizatori snage su tehnologija DC-to-DC pretvarača koja poboljšava performanse podešavanjem izlaza svake ploče tako da odgovara pretvaraču. Ova tehnologija nudi neke od istih prednosti performansi sustava kao i mikroinvertori, ali uz nižu cijenu.

Invertori pružaju dodatne značajke osim pretvaranja električnih struja za našu upotrebu, kao što je zaštita od zemljospoja i pružanje uvida u proizvodnju energije i praćenje točaka maksimalne snage.

U KOJEM SMJERU BI SOLARNI PANELI TREBALI BITI OKRENUTI?

U idealnom slučaju, solarni paneli postavljeni na krov sa standardnim nagibom trebali bi biti okrenuti prema jugu, što omogućuje maksimalnu proizvodnju. Ako su vaše ploče okrenute prema jugoistoku ili jugozapadu, možete očekivati ​​da će proizvesti otprilike 10% manje energije, ali to bi moglo biti dovoljno za napajanje vašeg doma.

Ako ne možete postaviti svoje solarne panele okrenute prema jugu, razmislite o sljedećem:

• Postavljanje panela okrenutih u drugom smjeru: Paneli okrenuti prema zapadu ili jugozapadu i dalje mogu proizvesti dovoljno energije da u potpunosti ili djelomično napajaju vaš dom. Vaš stručnjak za instalaciju može donijeti ovu odluku.
• Instaliranje više panela: Iako solarni paneli koji nisu okrenuti prema jugu neće primati toliko izravne sunčeve svjetlosti, možda ćete moći kompenzirati korištenjem više panela.
• Postavljanje panela na tlo ili zid: Uobičajena je zabluda da solarne panele možete postaviti samo na svoj krov. Ako vam se ne sviđa izgled ili ako vaš krov nije okrenut prema jugu, možete postaviti svoj sustav na zid okrenut prema jugu koji prima izravnu sunčevu svjetlost. Uzemljeni sustav je također moguć sve dok imate prostora za njega, a ponekad je poželjniji jer je jeftiniji za instalaciju i održavanje od zidnog sustava.

Stručnjak za instalaciju također može koristiti tehnologiju za praćenje kako sunce udara u vaš dom, dopuštajući im da instaliraju vaše ploče okrenute u pravom smjeru uz pravi nagib.

KADA TREBA PRIJEĆI NA SOLARNU ENERGIJU?

Odlazak na solarnu energiju u bilo kojem trenutku pametna je životna odluka, ali kupnja i instalacija vašeg solarnog sustava neposredno prije ljeta imat će najviše prednosti. Potencijalno možete zadržati svoj dom hladnijim do -15°C tako da zasjenite krov, što je posebno korisno tijekom tople ljetne sezone – to je 38% smanjenje godišnjeg opterećenja vašeg doma.

Prijelaz na solarnu energiju ne samo da vam štedi novac na vašem računu za struju, već vam također može pomoći da zadržite svjetla upaljena kada se ljetne vrućine penju i veća je vjerojatnost da će doći do nestanka struje.

Budući da cijene električne energije mogu biti promjenjive za potrošače tijekom ljeta, pametno je koristiti solarnu energiju prije početka vruće sezone, ali da budemo jasni, svako vrijeme je dobro vrijeme.

PRONAĐITE POUZDANOG INSTALATORA KOJI BI VAM POMOGAO OKO VAŠE SOLARNE ELEKTRANE

Korištenje solarne energije pruža brojne prednosti – dobivate energetsku neovisnost dok istovremeno štedite novac. To je jedno od najpametnijih financijskih ulaganja koje možete napraviti u svom životu.

Ne dopustite da išta stane između vas i instaliranja sustava vaših snova. Iskusan, pouzdan instalater solarnih panela može vam pomoći da iskoristite snagu sunca bez obzira gdje živite ili u kojem smjeru je vaš krov okrenut.

Zašto je stopa degradacije važna pri odabiru solarnih panela

Prilikom odlučivanja koji su solarni paneli prikladni za vaš dom, potrebno je uzeti u obzir više od same cijene. Naravno, jeftina opcija može se činiti privlačnom na prvi pogled, ali hoće li vaša investicija biti vrijedna svoje težine 10, 20 ili čak 30 godina kasnije?

Stopa degradacije je smanjenje izlazne snage solarne ploče tijekom vremena. Većina solarnih proizvoda koji se trenutno nalaze na tržištu degradiraju se po prosječnoj stopi od 0,5% svake godine. A kada je riječ o solarnoj tehnologiji, gubitak postotka može imati sve veći utjecaj na vašu maksimalnu potencijalnu uštedu. Zato je procjena stopa degradacije solarnih panela prije nego što potpišete isprekidanu liniju ključna.

Svi sustavi solarnih panela s vremenom degradiraju, ali neki gube svoj proizvodni kapacitet puno sporije od drugih. (Čak i solarni paneli u svemiru degradiraju.) Različiti čimbenici mogu utjecati na stopu degradacije solarnog polja, uključujući klimu, temperaturu i materijale koji u konačnici čine trajnost solarne ploče. Kako biste osigurali da vaš solarni sustav radi na najvišoj mogućoj razini, morate se odlučiti za vrhunsko solarno rješenje koje može podnijeti stres.