Vse o solarnih panelih

OFF-GRID.SI, Solarni paneli, Vse o Solarni Energiji

 

Solarni modul sestavlja več med seboj povezanih sončnih celic. Solarni moduli imajo navadno nominalno napetost 12V ali 24V.Poleg termina solarni moduli uporabljamo še naslednje izraze – solarni paneli,fotonapetostni moduli,fotovoltaični moduli,fotovoltaični paneli,solarne plošče,sončne plošče,fotovoltaična plošča,PV moduli,sončni kolektorji za elektriko.Solarna celica ima napetost le okoli 0,5V, kar je premalo za praktično uporabo.

Zaradi praktičnosti in zaščite namestitve solarnih modulov so solarne celice med seboj povezane v modulih in obdane z aluminijastem okvirjem, na prednji strani pa so zaščitene s steklom. Steklo mora vzdržati atmosferske vplive.Značilnost solarnih modulov je modularnost, torej jih je mogoče med seboj povezovati in graditi večje solarne sisteme. Vezava sončnih celic je lahko vzporedna ali zaporedna. Če solarne module povežemo zaporedno – vežemo torej plus z minusom, s tem povečujemo napetost.Će pa solarne module povežemo vzporedno – vežemo pluse skupaj in minuse skupaj, povečujemo moč. Princip povezovanja solarnih modulov je povsem enak kot pri akumulatorjih.V solarnem modulu je navadno med seboj povezanih 36 ali 72 sončnih celic. To pomeni da ima solarni panel napetost okoli 18V ali 36V. Solarni panel mora imeti višjo napetost kot akumulator, sicer akumulatorja ne more uspešno napolniti.Solarni sistemi imajo nominalno napetost 12V, 24v ali 48V.

Monokristalni ali polikristalni solarni panel?

Kupci pogosto sprašujejo kateri solarni moduli so boljši – polikristalni ali monokristalni. Če govorimo o otočnih solarnih sistemih, je razprava o tem bolj akademske narave. Dejstvo je, da so izgube v otočnih sistemih, ki se jim ni mogoče izogniti, od 25 do 30%. Zato je razmišljanje o tem, ali bo solarni modul proizvedel 1 do 2% več energije, skoraj deplasirano. Izkoristek sončnih celic lahko povečamo v veliko večji meri, če bi premaknili naklon pod katerimi so nameščene sončne celice vsaj 2x letno, če ne 4x letno.Prav tako pomembno je, da se zagotovi dobro zračenje in s tem hlajenje sončnih celic za solarnim modulum, kar bo izdatno povečalo učinkovitost v vročih poletnih dneh.Izkoristek sončnih celic, prav tako lahko povečamo z nakupom MPPT solarnega regulatorja. MPPT solarni regulator lahko poveča izkoristek od 20% do 30%Razlike v ceni manjših solarnih modulov so glede tehnologije vse manjše, tako da to ni več kriterij izbire.

Namestitev solarnih panelov

V Sloveniji moramo solarni modul namestiti tako, da bo obrnjen proti jugu. Pri tem je treba paziti, da solarni panel ne bo zasenčen v teku dneva, saj bi to povzročilo močno zmanjšano pridobivanje elektrike iz sonca.Standardni sončni paneli morajo biti nameščeni tako, da je omogočeno zračno hlajenje sončnih celic, sicer se moč polnjenja sončnega panela ob vročih dneh lahko zelo zmanjša. Zmotno je mišljenje, da bo solarni modul nudil največji izkoristek takrat, ko sonce najbolj pripeka.Pomemben je kot pod katerim je nameščen solarni panel. Naklonski kot je odvisen od letnega časa v katerem se uporablja solarni sistem. Če bomo solarni sistem v Sloveniji uporabljali čez celo leto, namestimo solarni panel pod kotom 35 stopinj. Če se otočni solarni sistem v največji meri uporablja le v poletnih mescih, od aprila do aeptembra, sončne celice namestite pod kotom 40 stopinj.Solarni panel, ki pridobiva solarno elektriko čez celo leto bi bilo najbolje namestiti tako, da bi med letom 4 krat spremenili naklonski kot. Naklonski kot solarnega panela bi se tako spreminjal od 20 stopinj poleti do 60 stopinj pozimi. Na ta način, bi pridobili za nekaj odstotkov boljši izplen. Vendar je ob nizkih cenah sončnih celic to vprašljivo, saj je konstrukcija za namestitev solarnih modulov, kjer se kot lahko prilagaja, sorazmerno draga.

Sončni moduli – vpliv sence na moč

Sončni moduli ne smejo biti zasenčeni, sicer se moč sončnega modula temeljito zmanjša.Pomembno je, da sončni modul pravilno namestimo, sicer bo izkoristek manjši. Sončni moduli morajo biti nameščeni tako, da upoštevamo tudi vse okoliške objekte, kar izrednega pomena za delovanje in efektivnost solarnega modula.Sončni moduli,ki imajo zasenčeno le petino svoje površine bodo izgubili kar 80% moči. Popolna zasenčenost solarnega modula lahko povzroči celo 90% nižjo izhodno moč solarnega modula.Napetost fotonapetostnega modula se pri zasenčenosti zelo malo zmanjša.Kakšen bo efekt je odvisno tudi od števila sončnih celic, ki so v senci in v kakšni meri so osenčene. Če je npr. ena sončna celica zasenčena 75%, to pomeni večjo izgubo kakor če so zasenčene tri sončne celice le 25%.Standarden 12V sončni moduli so sestavljeni iz 36 celic. Če je od teh le ena popolnoma v senci, moč sončnega panela pade za 50%.Tega efekta se še posebno dobro zavedajo v navtiki,Če so sončni moduli vezani zaporedno in je eden od sončnih modulov zasenčen, bo to vplivalo tudi zmanjšano moč vseh drugih solarnih modulov.

PV moduli – značilnosti

PV moduli imajo tehnične lastbosti, ki so bistvene pri izbiri in nakupu. PV moduli so navadno opredeljeni z naslednjimi parametri:

  • Maksimalna moč PV modula(Pmax)

  • Napetost pri maksimalni moči (Vmp)

  • Tok pri maksimalni moči (Imp)

  • Kratkostični tok (Isc)

  • Napetost odprtih sponk (Voc)

  • Dimenzije

PV moduli bodo proizvedli največji tok takrat, ko med plus in minus polom ne bo nobenega upora. To je kratkostični tok, ki ga označujemo z Isc,Napetost odprtih sponk(Voc) PV modulov bo največja takrat, ko bo nastopila prekinitev električnega tokokroga. Upornost je neskončna,tok je prekinjen.Moč PV modulov, ki se izraža v Wattih  je vsakokratni zmnožek toka in napetosti,  Pmax je podatek o maksimalni moči PV modula. Gre za optimalen tok pri polnem sončnem sevanju in pri najbolj ustreznem kotu, pod katerim so sončni moduli izpostavljeni soncu.  PV modul z nominalnim tokom npr. 4A je sposoben oddajati vsako uro takšen tok le ob optimalnih pogojih.Na moč PV modulov vpliva tudi temperatura solarnih celic. Večina solarnih modulov ima končno napetost okoli 17V. Napetost solarnega sistema mora biti višja od napetosti akumulatorja, če želimo, da bo polnjenje uspešno.Moč PV modula je opredeljena pri 25 stopinjah C, in se zmanjšuje do 2,5% ob vsakem zvišanju temperature za 5 stopinj. Ob zelo mrzlih dneh je lahko napetost solarnih celic celo 18 V, ob zelo toplih pa okoli 15V. Ko temperatura celic raste, moč solarnega modula pada.

Sončni paneli – Izračun potrebne moči

Izračun potrebne moči sončnih panelov temelji na dnevni porabi energije (Wh).

Ko izbiramo sončni panel moramo vedeti katere porabnike bomo napajali s solarno energijo, kakšna je njihova moč,koliko časa dnevno in v katerem letnem času bodo v uporabi.

  1. Moč porabnikov je navadno izražena z W. Podatek o moči najdemo napisan na ploščici porabnika ali v navodilih za uporabo. Pozorni moramo biti na porabnike z velikim zagonskim tokom, ki je lahko, čeprav le za kratek čas, večji za tudi od 3 do 7 od nominalne moči.

  2. Koliko ur dnevno bo porabnik izkoriščal solarno energijo

  3. Zmnožek moči(W) posameznega porabnika in števila ur delovanja tega porabnika na dan, daje njegovo dnevno porabo(Wh). Seštevek vseh dnevnih porab porabnikov pa je izhodišče za izbor fotonapetostnega modula. Fotonapetostni moduli morajo nuditi dovolj elektrike iz sonca za delovanje porabnikov.

  4. Ali bo porabnik na ta vir priključen čez celo leto ali le v določenem letnem času? Sončno obsevanje je različno glede na letni čas. Celo vrsto porabnikov za prosti čas (navtika, caravaning itd.) uporabljamo le v poletnih mesecih. Za te namene bomo vzeli v poštev podatek o sončnih urah za letni čas, ko porabnik uporabljamo (poleti) ali pa letno poprečje sončnih ur.

Za Slovenijo predlagamo naslednjo kalkulacijo:

  • za porabnike, ki delujejo le poleti:od 3 do 4 ure na celinskem delu in do 5 ur na obali in morju. Podrobnejše podatke o sončnih urah po krajih v Sloveniji glede na letni čas najdete na naši spletni strani.

  • za porabnike, ki delujejo čez celo leto: do 1 ure na celinskem delu in do 1,5 ure na Obali.

Seveda so predlagane vrednosti le okvirne in poenostavljene za lažje razumevanje. Ure sončnega obsevanja so seveda odvisne tudi od mikrolokacije.

Čiščenje solarnih panelov

Čiščenje panelov priporočamo enkrat na 3 leta. Če je vaša domača elektrarna blizu makadamske ceste, žage, kamnoloma ali drugih virov povečanih količin prahu, priporočamo pogostejše čiščenje oz. čiščenje po potrebi. Panele čistite z demineralizirano ali destilirano vodo, brez uporabe čistil in žičnatih čistilih krpic, ki bi lahko poškodovale steklo na panelih.