Folosirea energiilor regenerabile de orice fel, nu doar a soarelui si a vantului, nu mai este de mult un moft, ci o necesitate tinand cont de efectele din ce in ce mai vizibile ale incalzirii globale si de nivelul alarmant al poluarii din marile orase.
Pentru utilizatorul casnic care locuieste la casa exista mai multe optiuni pentru reducerea sau eliminarea completa a dependentei de combustibilii fosili, poluanti si din ce in ce mai costisitori. Despre panourile solare pentru apa calda am mai discutat, momentan cea mai accesibila tehnologie de acces la puterea practic nelimitata a soarelui.
In articolul de fata vom vorbi despre panourile fotovoltaice, folosite pentru a genera electricitate. Panourile fotovoltaice sunt tot panouri solare, dar difera de modelele pentru apa calda din toate punctele de vedere. Nu le confunda intre ele: nu fac acelasi lucru, nu functioneaza la fel si au alte costuri asociate, cele despre care discutam azi fiind mai scumpe.
Daca ne uitam pe hartile cu radiatia solara vom vedea ca zona de sud a tarii noastre are un potential bun, ce depaseste in multe locuri 1500 kWh/m2 anual. Asta inseamna ca un astfel de sistem cu panouri fotovoltaice poate fi instalat fara probleme cat timp ai un acoperis sau un teren deschis care iti permite sa orientezi instalatia spre sud, pentru a capta cat mai multa lumina.
O recomandare foarte importanta ar fi ca sistemul trebuie proiectat si instalat de un profesionist, insa nu este imposibil sa ti-l gandesti singur si sa-l dimensionezi corespunzator pentru nevoile si bugetul tau.
Orientarea si inclinarea panourilor este extrem de importanta, pentru ca va determina eficienta intregului sistem, de aceea masuratorile trebuie realizate de un specialist. Diferentele se vor simti pe durata de viata a sistemului, ce poate depasi fara probleme 20 – 25 de ani.
Tipurile de sisteme
Cand discutam despre topologia sistemelor care folosesc panouri fotovoltaice intalnim doua situatii diferite de utilizare: cand casa este conectata si la reteaua electrica si cand nu exista alta sursa de electricitate. In functie de situatia in care te gasesti va trebui sa optezi pentru un sistem on-grid sau off-grid.
Sisteme Off-grid – independent
Exista situatii in care locatia prea indepartata, costurile prea mari de bransare, birocratia sau alte motive obliga posesorul locuintei sa apeleze la un sistem deconectat de la reteaua de electricitate.
Un astfel de sistem trebuie proiectat cu atentie pentru a oferi necesarul optim de curent in orice situatie, fie ca vorbim de iarna, de vreme innorata sau de o zi perfecta. Poti dimensiona sistemul astfel incat sa poata acoperi pe timp de zi oricat de multi consumatori ai pornit, insa nu prea are sens sa faci acest lucru pentru ca oricum vei depinde de acumulatori pe timp de noapte.
Va trebui sa te orientezi deci in functie de necesarul estimat de-a lungul unei intregi, luand in calcul si varfurile de consum. Astfel alegi puterea maxima a panourilor si capacitatea bateriilor, luandu-ti o mica marja de eroare.
Iarna si in zilele innorate este recomandata ca solutie de backup achizitia unui generator electric pe baza de combustibil fosil care poate interveni rapid la nevoie.
 |
| Vezi modele de panouri si sisteme fotovoltaice |
Sisteme On-grid – conectat la retea
Solutia optima pentru multe persoane va fi un sistem on-grid, conectat la reteaua de energie electrica, pe care o poate accesa doar la nevoie, atunci cand puterea furnizata de panouri nu este suficienta pentru a compensa necesarul consumatorilor porniti.
Este o solutie optima pentru ca prevede costuri mai mici. Nu trebuie sa alegi situatia cea mai grea la dimensionarea sistemului pentru ca ai intotdeauna ca solutie de siguranta alimentarea de la retea. In plus nu mai trebui sa iti bati capul cu acumulatorii pentru stocarea energiei in vederea utilizarii noaptea.
In cazul sistemelor on-grid ai trei optiuni cu surplusul de energie: (1) il stochezi in baterii, (2) il arunci inapoi in sistemul energetic national (SEN) sau (3) nu il folosesti in niciun fel.
Surplusul de curent electric generat de un sistem on-grid poate fi valorificat prin introducerea acestuia in sistemul national energetic. Daca te intereseaza mai multe detalii legale cauta Legea 220/2008 sau viziteaza site-ul ANRE. Pregateste-te sa intocmesti documentatia destul de stufoasa necesara obtinerii autorizatiei de conectare la retea.
Bateriile cresc complexitatea intregului sistem, deci implicit si costurile, desi poate ai fi tentant sa iti iei banii pe surplusul de energie si sa consumi curent direct de la furnizor doar cand este nevoie. In realitate trebuie sa tii cont de faptul ca exista diferente semnificative intre pretul platit pe megawatt consumat si pretul incasat pe megawatt-ul produs de tine.
Pentru eficienta maxima pe orice tip de vreme este recomandat sa combini panourile solare cu cele pentru apa calda si poate cu un sistem eolian. Daca vrei sa duci lucrurile si mai mult in directia energiilor regenerabile poti include in sistemul hibrid de alimentare cu energie si o pompa de caldura, care poate incalzi sau raci locuinta folosind energia extrasa direct din pamant.
Costurile unui sistem complet independent pot ajunge la valori astronomice, care se vor amortiza in foarte multi ani. De aceea este bine sa iti faci calculele temeinic, luand in calcul si variabile precum costul viitor estimat al energiei.
Componentele unui sistem de panouri fotovoltaice
In general sistemele de alimentare cu panouri fotovoltaice au in alcatuire urmatoarele componente:
- Receptorii (panourile fotovoltaice) – cea mai importanta componenta. Celulele fotovoltaice capteaza fotonii si tranforma energia acestora in curent electric.
- Invertorul – componenta care transforma curentul continuu produs de panouri in curent alternativ necesar consumatorilor casnici conectati la retea.
- Acumulatorii pentru stocare energiei – in cazul sistemelor off-grid sau atunci cand vrei sa beneficiezi de excesul de energie produs de sistem ai nevoie de un set de acumulatori care pot depozita curentul pentru utilizarea acestuia pe timp de noapte sau cand panourile nu furnizeaza suficienta energie.
- Unitatea de control (controler de incarcare) – este componenta care monitorizeaza si comanda intregul sistem. Surplusul poate fi directionat in reteaua nationala sau stocat in baterii. In cazul in care nu este posibila valorificarea energiei electrice sau bateriile sunt pline invertorul va decupla panourile automat. Unitatea de control poate chiar automatiza pornirea si oprirea anumitor consumatori mari atunci cand panourile lucreaza de exemplu la capacitate maxima.
- Cablajul – deseori ignorate, cablurile trebuie dimensionate corect pentru tensiunea si amperajul curentului, trebuie sa fie rezistente la UV si la vreme rea deopotriva.
- Structura de montaj – panourile pot fi montate pe acoperis sau direct pe pamant, insa tot au nevoie de o structura metalica rezistenta in timp si solida, capabila sa suporte greutatea panourilor si eventual a stratului de zapada ce se poate depune iarna.
- Sistem de monitorizare – sunt componente care monitorizeaza si afiseaza in timp real starea sistemului, plus optional informatii despre consumul si productia de curent pe perioada de timp monitorizata. Nici nu mi-as putea inchipui o locuinta inteligenta fara asa ceva.
- Inpamantare – pentru siguranta ta si a sistemului acesta trebuie dotat cu impamantare care previne descarcarile electrice accidentale, protejand impotriva socurilor si pericolului de incendiu.
Eficienta panourilor solare pe timp de iarna
Poate tinzi sa crezi ca panourile solare sunt eficiente doar vara, pe vreme insorita. In realitate acestea functioneaza foarte bine si iarna, chiar si atunci cand sunt acoperite cu un strat foarte subtire de zapada. Un strat prea gros si panourile vor fi blocate, insa soarele va topi zapada repede, aceasta alunecand singura de pe panou datorita unghiului la care acestea sunt montate.
Celulele fotovoltaice au nevoie de lumina, nu de caldura, deci functioneaza si iarna sau pe vreme innorata, dar la o eficienta mai scazuta. Cea mai mare problema iarna este scaderea penetrarii radiatiilor solare prin atmosfera si durata scurta a zilei, care nu permite functioneaza panourilor decat 6 – 7 ore pe zi.
Ce mi se pare cel mai interesant este ca sunt in lucru tehnologii care permit functionarea panourilor solare pe timp de noapte, nu doar ziua. Aceste panouri experimentale se folosesc de nano-antene metalice mai subtiri ca firul de par ce capteaza radiatia infrarosie inmagazinata de Pamant pe timp de zi si eliberata noaptea.
Cele mai importante caracteristici cand cumperi
Chiar daca cel mai probabil vei proiecta si alege sistemul de panouri fotovoltaice impreuna cu un specialist uite si o lista de caracteristici importante pe care cred ca trebuie sa le stii. Imi inchipui ca iti vei face un mic calcul inainte de a incepe discutiile, deci nu strica sa te informezi in prealabil. Preturile variaza corespunzator in functie de tehnologia aleasa, tipul sistemului vizat, numarul de panouri si puterea totala.
Tehnologia panoului – cunoscut si sub denumirea de modul fotovoltaic sau panoul solar fotovoltaic, panoul in sine este compus din mai multe celule fotovoltaice laminate, conectate electric intre ele si acoperita cu sticla rezistenta la intemperii. O celula este realizata din material semiconductor, de multe ori siliciu sau pe baza de siliciu, care emite electroni cand este bombardat de razele soarelui.
Din punct de vedere constructiv al celulelor fotovoltaice in clipa de fata gasim mai multe tipuri de panouri, fiecare cu avantaje si dezavantaje importante.
- Panouri monocristaline – sunt cel mai eficient tip de panou fotovoltaic comercial, atingand un randament de 12 – 18%. Procesul de fabricatie presupune turnarea siliciului in baghete care sunt apoi taiate in placi foarte subtiri;
- Panouri policristaline – este un proces similar cu cel folosit de celule monocristalice, insa din care rezulta celule cu eficienta ceva mai redusa, de 12 – 15%, din cauza formelor neregulate ale cristalelor de siliciu;
- Panouri amorfe – este forma cea mai accesibila de celula care foloseste siliciu. Discutam despre un strat foarte subtire turnat de siliciu, masurand cativa micrometri, care ramane in structura amorfa, necristalizand. Eficienta este scazuta, aflandu-se in zona 5 – 8%.
- Panouri cu celule solare cu film subtire (thin film) – pe sistemul celulelor din film de siliciu amorf, aceste tipuri de panouri folosesc alte materiale semiconductoare, precum cupru, indiu, galiu, seleniu (CIGS), rezultand un randament foarte bun, de pana la 15%;
- Panouri cu telurura de cadmiu – daca esti dispus sa dai o eficienta mai mica, de maxim 11%, pe un pret mai mic, poti alege un panou cu film subtire din telurura de cadmiu (CdTe).
Cand iti faci calculele va trebui insa sa te uiti la pretul pe Watt de electricitate si costul cu suprafata ocupata de panouri, astfel incat sa poti ajunge la puterea necesara a intregului sistem fara a necesita cateva sute de metri patrati de spatiu.
Eficienta – tehnologia panourilor afecteaza eficienta conversiei energiei fotonilor in electricitate. Nici macar nu ne apropiem de 50%. Din pacate eficienta panourilor solare moderne este inca foarte joasa, de sub 20% in cele mai multe cazuri.
Exista in stadiu de cercetare sau sunt chiar disponibile in forma comerciala pentru aplicatii speciale panouri cu eficienta marita care folosesc artificii precum concentratoare de energie sau stative rotative care se rotesc in functie de pozitia soarelui, insa celulele fotovoltaice in sine sunt la fel de ineficiente.
Acest dezavantaj poate fi vazut si ca un avantaj, in sensul ca mai este suficient progres de facut, deci urmatoarele generatii de panouri fotovoltaice vor fi semnificativ mai eficiente.
Puterea – este vorba de puterea mai multor componente. Panourile tipice furnizeaza in jur de cateva sute de watti, dar pot fi inseriate, astfel putem ajunge la valori de ordinul kWattilor pentru sisteme off-grid capabile sa tina o casa cu consumatori mari (aer conditionat, masina de spalat, uscator samd).
Puterea invertorului este si ea la fel de importanta pentru ca este dispozitivul responsabil cu conversia DC in AC, facand astfel curentul utilizabil. Capacitatea de stocare a bateriilor este exprimata in kW/h, fiind la fel de importanta pentru ca de ele depinde gradul de dependenta de reteaua publica.
Rezistenta la intemperii – un alt aspect important de care trebuie sa tii cont este faptul ca panourile vor fi montate in exterior, deci vor fi supuse capriciilor vremii. Daca locuiesti intr-o zona cu grindina puternica cauta panouri care rezista cat mai bine la aceste tipuri de intemperii. Producatorii mentioneza de obicei dimensiunea maxima a bobului de gheata si viteza acestuia. Pentru zonele vantoase e bine sa instalezi panourile pe un schelet cat mai solid.
Durata de viata – din fericire pentru cei dispusi sa investeasca in panouri fotovoltaice, discutam despre o tehnologie cu durata de viata indelungata, ce poate atinge lejer 20 – 30 de ani, deci recuperarea investitiei se face integral, chiar daca mai incet.
De retinut este ca randamentul panourilor scade in timp, cu circa 1% pe an, deci spre finalul vietii acestora discutam despre 70 – 80% eficienta din cea originala. In cazul acumulatorilor conectati la sistem pentru inmagazinarea energiei discutam despre aceleasi probleme cu care se confrunta bateriile obisnuite, deci capacitatea acestora scade mult mai repede, trebuie probabil inlocuite cel putin o data pe toata durata de viata a intregului sistem.
Stiai ca statul ofera finantari pana al 20.000 de lei pentru sisteme fotovoltaice prin Casa Verde?
Daca ti se pare inca scump un sistem de panouri solare gandeste-te ca in ultimii 10 ani au scazut costurile cu un ordin de marime. Nu este deci imposibil ca in cativa ani de zile pretul acestora sa scada pana cand ajung la nivelul unei centrale termice de exemplu. Utilizarea pe scara larga a energiei solara este doar una din modalitatile prin care ne putem salva planeta de catastrofa ecologica catre care ne indreptam cu pasi repezi.
Sisteme cu camere de supraveghere CCTV: ce trebuie sa stii cand alegi
Buna,
Am un teren de 1500 mp SI as vrea sa pun panouri solare.Unde as puteam sa aflu un pret SI daca renteaza.Multumesc.