To zbudowane z ogniw fotowoltaicznych urządzenia, które generują napięcie pomiędzy 16 a 60 V DC (w zależności od modelu i producenta). Panele łączy się szeregowo (+ jednego modułu z – drugiego) lub równoległe (+ z +, – z -) w praktycznie dowolnej ilości. Taka złożona instalacja to prawdziwy generator PV. Wyprodukowany przez instalację prąd może zostać wykorzystany na potrzeby bieżące, nadwyżki mogą być odsprzedane do sieci.
Istnieją dwa główne typy instalacji z panelami fotowoltaicznymi – instalacje typu on- oraz off-grid.
System typu off-grid nie jest połączony z siecią zewnętrzną i sam gromadzi energię w akumulatorach. W systemie on-grid nadwyżka lub niedobór energii są bilansowane poprzez połączenie z zewnętrzną siecią elektryczną. Z racji prostoty wykonania, jest to system najczęściej spotykany. W jego skład wchodzą panele fotowoltaiczne, inwertery oraz liczniki: do pomiaru dostawy energii elektrycznej do sieci i dwudrożny licznik energii, który pozwala rozróżnić, czy odbierany prąd pochodzi z instalacji PV czy z sieci publicznej.
System off-grid zwany również systemem autonomicznym, wyspowym lub samodzielnym, to system niepodłączony do sieci, w którym generowana przez panele energia jest magazynowana w akumulatorach. Świetnie spisuje się tam, gdzie podłączenie do sieci jest nieuzasadnione ekonomicznie, mało wydajne, niestabilne lub po prostu niemożliwe.
Oprócz paneli i inwerterów w skład systemu wchodzą również akumulatory, które magazynują przetworzoną energię. Dodatkowe elementy to regulator ładowania (kontroluje stan naładowania akumulatorów i nie dopuszcza do ich uszkodzenia poprzez całkowite rozładowanie lub przeładowanie) i przetwornica (zamieniająca napięcie stałe z baterii na niezbędne do zasilnia urządzeń użytku domowego).
W ostatnim czasie na popularności zyskują również systemy mieszane, które mogą pełnić funkcje zasilania awaryjnego lub dodatkowego źródła zasilania w przypadku zbyt małej mocy dostarczonej z sieci czy generatora. Mogą łączyć różne źródła energii: PV, turbiny wiatrowe, elektrownie wodne, co umożliwia uniezależnienie się od dostaw zewnętrznych energii.
Możliwość wykorzystania energii słonecznej w Polsce, co dotyczy również kolektorów słonecznych, jest podobna do Niemiec czy Francji, w związku z położeniem na tej samej szerokości geograficznej. Roczna suma napromieniowania (energii promieniowania słonecznego, padającego na płaszczyznę poziomą o powierzchni 1 m²) wynosi w Warszawie 1025 kWh/m², w Monachium 1150 kWh/m², a w Berlinie 1000 kWh/m². Oznacza to, że z systemu o nominalnej mocy 1 kWp można w Polsce, w optymalnych warunkach uzyskać około 900–950 kWh energii elektrycznej rocznie. Różnice w nasłonecznieniu w poszczególnych regionach w Polsce są minimalne, tzn. że otrzymany uzysk z instalacji będzie wystarczający niezależnie od lokalizacji – w całej Polsce można spotkać panele fotowoltaiczne zasilające m.in. znaki drogowe czy miejskie oświetlenie.
Końcowa ilość uzyskanej energii zależy od kilku czynników, w tym położenia instalacji, nachylenia, ewentualnych zacienień.
Tak. Dzięki realizowanym dodatkowo systemom wsparcia i programom dotacji do zakupu paneli fotowoltaicznych inwestowanie w ogniwa fotowoltaiczne jest wysoce opłacalne.
Fotoogniwo jest półprzewodnikowym elementem, w którym dochodzi do przemiany darmowej energii słonecznej w energię elektryczną, w wyniku tzw. zjawiska fotowoltaicznego. Ogniwo jest zbudowane z krzemu krystalicznego o wysokiej czystości (95% wszystkich ogniw wykonanych jest z krzemu) i składa się z dwóch warstw: pozytywnej (+) i negatywnej (-), pomiędzy którymi wytwarza się napięcie, w chwili gdy do ogniwa docierają promienie słoneczne.
Jedno ogniwo generuje prąd o mocy 1-6,97 W, jest kruche i nieodporne na warunki atmosferyczne. Ogniwa łączy się w większe jednostki funkcjonalne, które przetwarzają energię – panele / moduły fotowoltaiczne.
To zjawisko przekształcania promieniowania słonecznego w elektryczność, które dzięki jednostkom światła zwanym fotonami zachodzi w ogniwie fotowoltaicznym.
Na rynku dostępne są panele fotowoltaiczne polikrystaliczne, monokrystaliczne oraz amorficzne.
Panele polikrystaliczne zbudowane są z ogniw złożonych z wielu kryształów krzemu. Ze względu na wyraźnie zarysowane kryształy krzemu, ich powierzchnia przypomina szron. Choć odznaczają się wydajnością niższą od paneli monokrystalicznych (14%-16%), są popularniejsze ze względu na mniej złożony proces produkcyjny i cenę. Mogą osiągać wyższą efektywność od paneli monokrystalicznych w warunkach zachmurzenia.
Panele monokrystaliczne składają się z ogniw zbudowanych z jednorodnego kryształu krzemu o uporządkowanej budowie wewnętrznej. Osiągają najwyższy poziom żywotności oraz sprawności (15-19%).
Panele amorficzne (cienkowarstwowe, thin-film) tworzy warstwa krzemu o grubości 2 mikronów, osadzona na powierzchni innego materiału (np. szkła). Moduły te najczęściej spotyka się w małych urządzeniach. Odznaczają się niższą ceną od modułów mono- i multikrystalicznych i sprawnością na poziomie 9-14%.
Do zabezpieczenia instalacji stosuje się:
ochronę odgromową – przed bezpośrednim wyładowaniem piorunowym,
ochronę przeciwprzepięciową – przed skutkami wyładowań pośrednich oraz przepięciami wewnątrz sieci odbiorczej i zasilającej,
ochronę przetężeniową i zwarciową.
Panele mogą pracować nawet 30 lat, jednak ich żywotność zależy od technologii. Obecnie najbardziej trwałe są ogniwa z krzemu monokrystalicznego, których czas pracy szacuje się na około 25–30 lat, a najmniej trwałe są ogniwa wykonane z krzemu amorficznego (żywotność 8–10 lat).
Oczywiście! Instalacja pracuje nawet, gdy nie widać Słońca.
Z technicznego punktu widzenia, istnieje taka możliwość, jednak w praktyce lepiej skorzystać z urządzeń, które bezpośrednio przetwarzają energię słoneczną do celów grzewczych.
Będzie to rozwiązanie bardziej zasadne, korzystniejsze cenowo i charakteryzujące się większą sprawnością (niż konwersja na ciepło energii elektrycznej wytworzonej w modułach fotowoltaicznych).
Każdy panel fotowoltaiczny (nawet w ramach jednego modelu i serii) ma nieznacznie różną moc. Producenci opisują tę moc zawsze z pewną tolerancją. Dodatnia oznacza, że dany panel fotowoltaiczny nigdy nie będzie miał mocy niższej niż nominalna. Może jednak mieć wyższą.
To standardowe warunki testowe, według których dokonuje się pomiarów nominalnej mocy paneli. . Jest to standard stosowany przez wszystkich producentów, który pozwala na porównanie paneli. STC podaje się w Wp. Warunki te są równe: nasłonecznienie 1000 W/m2, temperatura 25 stopni C, widmo AM 1,5 G.
To warunki normalne, czyli normalna temperatura pracy ogniwa fotowoltaicznego. Warunki te zostały określone jako temp. otoczenia na poziomie 20 stopni C, prędkość wiatru 1m/s, natężenie promieniowania słonecznego 800 W/m2.
Im temperatura pracy panelu niższa, tym lepiej dla jego wydajności. Błędne jest stwierdzenie, że im cieplejszy dzień, tym lepsza praca ogniwa. Tak więc można spodziewać się całkiem sporego uzysku energii w piękny, słoneczny, zimowy dzień, w przeciwieństwa do gorącego dnia upalnego lata.
To systemy zintegrowanej fotowoltaiki budynkowej. Dzięki rozwiązaniom dedykowanym – BIPV – panele fotowoltaiczne komponują się z architekturą budynku i stanowią jej element konstrukcyjny.