Systemy fotowoltaiczne dla domów jednorodzinnych – opis instalacji

Rozważając inwestycję w domową elektrownię słoneczną należy zapoznać się z podstawową budową tego typu systemów, a w szczególności z elementami składowymi instalacji. Znając chociażby parametry gabarytowe podzespołów, będziemy mogli wstępnie oszacować potencjał naszej nieruchomości.

Moduły fotowoltaiczne

Podstawowym elementem każdego systemu fotowoltaicznego są moduły PV – zwane potocznie panelami. Teoretyczna moc instalacji zależy od ilości zastosowanych modułów. Domowe elektrownie słoneczne posiadają zwykle moc do 10kW i można je zainstalować na dachu budynku mieszkalnego, bądź gospodarczego.

Przykład: Wymiary pojedynczego panelu fotowoltaicznego o standardowej mocy 250W to ok. 100x160cm. Instalacja o mocy 5kW (5000W) składać się będzie z 20 paneli o łącznej powierzchni 32m2.

Istotnym parametrem charakteryzującym poszczególne panele fotowoltaiczne jest ich sprawność. Przy obecnie dostępnej i powszechnej technologii tylko część promieniowania docierającego do modułu zostaje wykorzystana i przetworzona na energię elektryczną. W zależności od zastosowanej metody produkcji sprawność dostępnych paneli fotowoltaicznych waha się od kilku do dwudziestu kilku procent.

Inwerter

Kolejnym ważnym elementem systemu fotowoltaicznego jest inwerter (falownik). Posiada on kilka podstawowych funkcji, które są niezbędne do poprawnej pracy całej instalacji. Należy bowiem pamiętać, iż panele fotowoltaiczne generują prąd o napięciu stałym (DC), a sieć elektryczna w naszych domach dysponuje prądem przemiennym (AC). W sytuacji, gdy nasza instalacja jest podłączona do sieci dystrybucyjnej, a my zamierzamy korzystać z elektrowni słonecznej w celu zaspokojenia własnych potrzeb – inwerter zamieni prąd stały na przemienny o napięciu i częstotliwości zgodnej z naszą siecią elektroenergetyczną (230V i 50Hz). Dzięki temu nasz prąd zostanie wykorzystany w naszym domu lub firmie, a nadwyżki produkcyjne zostaną wprowadzone i odsprzedane do sieci dystrybucyjnej.

W sytuacji, gdy nasza instalacja pracuje w układzie autonomicznym (wyspowym) i nie jest podłączona do sieci – a prąd pochodzący z paneli fotowoltaicznych gromadzony jest w bateriach akumulatorowych, nie musimy stosować inwertera. W takiej instalacji wymagany jest jedynie regulator ładowania, który będzie odpowiadał za prawidłową pracę naszych baterii. (Do tematu systemów wyspowych opartych o akumulatory wrócimy w jednym z kolejnych artykułów).

System montażowy

W skład instalacji fotowoltaicznej wchodzi również indywidualnie dobrany system montażowy, który będzie się różnił w zależności od rodzaju naszego przekrycia dachowego, a także zaprojektowanego układu modułów fotowoltaicznych. Każdy moduł fotowoltaiczny posiada określone zasady montażu – odpowiednie strefy optymalnego mocowania klem. Zastosowanie odpowiedniej konstrukcji montażowej to nie tylko stabilne mocowanie paneli, ale także zapewnienie odpowiedniej wentylacji modułów oraz bezpieczeństwo szczelności naszego dachu.

Zabezpieczenia i pozostałe elementy

Kompletny system fotowoltaiczny wymaga doboru i zastosowania odpowiednich zabezpieczeń elektrycznych. Projektując instalacje należy uwzględnić bezpieczeństwo pracy systemu zarówno po stronie prądu stałego (DC), jak i po stronie prądu zmiennego (AC). Odpowiednio dobrane i zainstalowane zabezpieczenia gwarantują poprawną i bezobsługową pracę systemu.

Ważnym elementem każdej elektrowni słonecznej jest również specjalistyczne okablowanie, dedykowane do systemów solarnych – odporne na warunki atmosferyczne oraz promieniowanie ultrafioletowe (UV), w skład którego wchodzą nie tylko kable solarne, ale również konektory (plusowe i minusowe) posiadające odpowiednią szczelność i wytrzymałość na warunki atmosferyczne.

W kolejnym artykule opiszemy typy instalacji fotowoltaicznych i rodzaje ich montażu.