PV-Ghid de sistem – tot ce trebuie sa stii despre sistemele fotovoltaice

Tot ce trebuie să știți despre sistemele fotovoltaice – de la funcția la istoria călătoriilor în spațiu până la planificarea propriului sistem fotovoltaic (PVatașament).

Ce face un sistem fotovoltaic?

Un sistem fotovoltaic transformă lumina soarelui incidentă în energie electrică. Cele mai importante componente ale sale sunt modulele solare în care celulele solare sunt conectate în serie sau în paralel. Aceste module solare efectuează conversia radiației solare în energie electrică.

Diferența mică, dar fină dintre un sistem fotovoltaic și cel solar

Termenii sistem fotovoltaic și sistem solar sunt adesea folosiți incorect sinonim. Un sistem solar este un sistem care transformă energia solară într-un alt tip de energie – dar nu neapărat în electricitate. Pe lângă sistemul fotovoltaic, sistemul termic solar este astfel un alt sistem solar care se încadrează în termenul de sistem solar. Acesta din urmă transformă energia solară în căldură, care poate fi apoi utilizată pentru încălzire sau încălzirea apei.

Cum funcționează o celulă solară?

Componentele centrale ale unui sistem fotovoltaic sunt modulele solare cu celulele lor solare. Celulele sunt realizate din material semiconductor. Când particulele mici de foton ale luminii solare lovesc acest material, ele declanșează un flux de curent. În acest fel, energia luminoasă este transformată în energie electrică, mai exact: în electricitate, așa cum o folosim cu toții în fiecare zi. Acest proces se numește proces fotoelectric. Curentul rezultat este un curent direct. Acesta poate fi consumat direct, stocat într-o baterie sau introdus în rețeaua electrică publică. Cu toate acestea, deoarece majoritatea dispozitivelor electrice și a rețelei electrice necesită curent alternativ, acest curent continuu trebuie încă transformat în curent alternativ cu ajutorul așa-numitelor invertoare. Deoarece radiația solară – indiferent de utilizarea acesteia – este întotdeauna prezentă, energia solară aparține energiilor regenerabile (cunoscute și sub numele de energii regenerabile).

Istorie: De la spațiu la zgârie-nori la acoperiș

Primele celule solare provin din domeniul interesant al călătoriei spațiale. În anii 1950, au fost folosite în tehnologia prin satelit pentru a genera energie electrică. Acestea au fost fabricate din siliciu și au avut o eficiență de 10%. Pe Pământ, ele au fost folosite pentru prima dată în contoarele de expunere ale fotografilor. Până în anii 1970, cu toate acestea, celulele solare au fost utilizate în principal în spațiu.

Regândirea producției de energie

Din cauza crizei severe a petrolului din 1973-74 și a accidentelor tragice cu reactoare nucleare din Harrisburg și Cernobîl, a avut loc o regândire a producției de energie. Energiile regenerabile au ieșit în priză pentru prima dată, iar utilizarea celulelor solare pe pământ a fost brusc discutată. Acest lucru a dus la o creștere a investițiilor în cercetarea și dezvoltarea celulelor solare din întreaga lume în anii 1980.

Datorită eforturilor de atunci până în prezent, eficiența celulelor solare din siliciu aproape s-a dublat. În timp ce primele celule solare au fost încă utilizate pentru calculatoare și alte dispozitive mici, astăzi acestea au o pondere în continuă creștere de 7,4% din producția totală de energie electrică din Germania.

Mai multe statistici pot fi găsite la Statista

De ce aveți nevoie: Componentele sistemului fotovoltaic

• PV Sistem de montare
• Module solare cu celulele lor solare
• Invertoare solare
• Stocarea energiei electrice
• Cabluri și conectori
• Contor bidirecțional

Fără PV Sistem de montare fără reținere fermă, sigură

În cazul PV Sistemele de montare se disting între sistemele de pe acoperiș sau din acoperiș și sistemele de prinderesau inserție. În plus, există sisteme corespunzătoare pentru acoperișuri plate și pentru zona exterioară. (a se vedea domeniile de aplicare). Cu sistemele de pe acoperiș, sunt disponibile soluții adecvate pentru fiecare învelitoare de acoperiș – e.B. pentru țiglă, foaie trapezoidală, tablă de cusătură în picioare sau ax thenite.

Module solare: O unitate de multe celule mici

Modulele solare sunt compuse din mai multe celule solare. Acestea se bazează de obicei pe elementul siliciu. Alte materiale semiconductoare utilizate în producția de celule solare sunt telurul de cadmiu (CdTe) și arsenida de galiu (GaAs). O dezvoltare interesantă din ultima vreme sunt celulele solare tandem, care sunt combinate din diferite semiconductori.

Celulele solare din siliciu sunt fie policristaline, fie monocristaline. Celulele solare monocristaline constau dintr-un singur cristal de siliciu. Acestea sunt mai scumpe și mai dificil de fabricat, dar au o eficiență mai bună de până la 20% și mai mult. Celulele solare policristaline constau din mai multe cristale de siliciu. Ele sunt mai ieftine și mai ușor de fabricat, dar la 12% până la 16% au o eficiență semnificativ mai mică decât celulele monocristaline.

Un alt tip frecvent utilizat de celule solare este celulele cu peliculă subțire. În producție, materialul semiconductor este evaporat pe un suport sau pulverizat. Acest suport poate fi realizat din metal, plastic sau sticlă. Siliciul amorf, diselenida de cupru-indiu (CSI) sau teluridul de cadmiu sunt adesea folosite ca semiconductori. Aceste celule solare sunt ieftine pentru a produce, dar au o eficiență mult mai rău decât celelalte celule la 4% până la 10%.

Invertoarele solare transformă curentul direct în curent alternativ

Invertorul solar,numit și invertor, convertește tensiunea dc aPVsistem în tensiune de curent alternativ. Invertoarele sunt disponibile pentru sistemele conectate la rețea și pentru sistemele de sine stătătoare și sunt, de asemenea, diferențiate în funcție de numărul maxim de module în rețea.

O facilitate insulă este o PV-Centrala care nu este racordată la rețeaua publică de energie electrică. Apare, de exemplu, ca un complex de case în zone îndepărtate, ca o grădină sau ca un sistem într-o autorulotă. Un sistem insular este întotdeauna echipat cu o baterie din care invertorul extrage electricitatea. Intrarea invertorului insulei este, prin urmare, conectată la baterie, ieșirea la consumator. Cu toate acestea, diferiți utilizatori finali necesită tensiuni diferite. Prin urmare, tensiunea de ieșire este reglată de invertor. Atunci când cumpărați un invertor insular, trebuie să vă asigurați că tensiunea maximă de ieșire pentru utilizarea planificată la client este suficient de mare.

Exact un modul solar poate fi conectat la un invertor de modul. În cazul mai multor module, trebuie utilizate, de asemenea, mai multe invertoare de modul. Acest lucru are sens dacă modulele individuale oferă servicii foarte diferite și sunt aliniate diferit. Ele sunt utilizate în principal în plante mici.

Într-un invertor de coarde, unul sau mai multe șiruri de module solare converg. Datorită raportului lor bun preț-performanță, ele sunt foarte populare pentru plantele mici și mijlocii.

Invertoarele multistring sunt utilizate în principal în plante mai mari. Mai multe șiruri converg în ele. Mai multe trackere MPP asigură că fiecare șir rămâne întotdeauna la punctul optim de funcționare. MPP = Punct de alimentare maxim.

În plantele mari există invertoare centrale. Ele sunt utile atunci când un număr mare de șiruri sunt aliniate în mod egal și au aceeași înclinație.

Cu un sistem de stocare a energiei electrice, sistemul se amortizați în mod corespunzător

În sistemele insulare, sistemele de stocare a energiei electrice sunt utilizate pentru a face utilizatorul independent de radiația solară actuală. Aceste sisteme de stocare a energiei sunt, de obicei, acumulatori, sau baterii pentru scurt. În trecut, acestea au fost produse în principal ca baterii plumb-acid, dar acum bateriile litiu titanat sunt utilizate pe scară mai largă datorită eficienței lor mai bune.

În sistemele conectate la rețea, sistemele de stocare a energiei electrice sunt utilizate pentru a crește proporția de autoconsum de energie electrică. Cu cât autoconsumul este mai mare, cu atât este mai economic PVplante, deoarece tariful de alimentare este acum relativ scăzut.

Cabluri și conectori pentru conexiunile potrivite la PVEchipament

Cablurile și prizele fotovoltaice formează conexiunea dintre modulele solare și celelalte componente ale PVPlantă. Acestea ar trebui să fie de primă clasă de calitate și rezistente la intemperii. Unul dintre primele sisteme de conectori pentru sistemele solare a venit de la companie Multi-Contact, care acum face parte din Stäubli Electrical Connectors Group. Cu toate acestea, numele poate fi găsit în continuare, inclusiv în popularele sisteme MC3 și MC4.

Contor bidirecțional pentru prezentare generală

În cazul unei rețele legate PVsistem este bine sa stii cata energie electrica alimentezi in reteaua publica. Pentru a măsura acest lucru, există așa-numitele contoare de alimentare. Pe de altă parte, de obicei, obțineți și energie electrică suplimentară din rețea. Aceasta este măsurată prin contorul de referință. În loc să utilizați două contoare individuale, este recomandabil să utilizați un contor bidirecțional, pe care operatorii de rețea îl închiriază de obicei.

Sistemele fotovoltaice și utilizarea acestora

Acoperișul solar pentru mai multă independență față de rețea

Se face o distincție între sistemele de pe acoperiș și sistemele din acoperiș. În cazul sistemelor de pe acoperiș, modulele solare sunt montate pe acoperișul casei cu ajutorul unui cadru de montare. Unghiul de înclinare a acoperișurilor înclinate poate fi, de asemenea, optimizat cu ușurință. În același timp, este cel mai simplu și cel mai comun tip de PVsistem. Diverse rame sunt special adaptate acoperișurilor din tablă, acoperișurilor din țiglă, acoperișurilor din ardezie și acoperișurilor din panouri din fier ondulat. Un alt avantaj este buna ventilatie spate a modulelor solare. Este important să se acorde atenție rezistenței la intemperii a materialelor de fixare. Acoperișurile plate au, de obicei, nici un unghi scăzut de înclinare sau doar un unghi scăzut de înclinare. Prin urmare, modulele solare trebuie să fie înclinate de sistemul de montare cu cel puțin 6°. O înclinație de până la 13° este obișnuită.

Într-un sistem în acoperiș, modulele solare înlocuiesc țigla de acoperiș. Pe de o parte, acest lucru arată mai bine și, pe de altă parte, sistemul este mai rezistent la intemperii. Cu toate acestea, ansamblul este mai complex și mai scump. Răcirea modulelor solare este, de asemenea, mai complexă decât cu un sistem pe acoperiș și reduce eficiența cu aproximativ 0,5%. Sistemele din acoperiș sunt potrivite numai pentru acoperișurile din țiglă care sunt proiectate ca acoperișuri înclinate cu o pantă relativ mare, altfel eficiența este grav afectată. Această soluție nu este posibilă pentru acoperișurile din tablă sau bitum.

Mini sisteme pentru carport, garaj, fațadă și sateliți

Un miniPVsistemul necesită doar unul până la doi metri pătrați de spațiu. Acest lucru îl face ideal pentru un carport, fațadă sau o casă de grădină. Cu un astfel de sistem mic, ele produc până la 600 W de energie electrică, în funcție de modulele solare utilizate. Singura condiție tehnică este ca acoperișul sau fațada respectivă să fie suficient de stabile pentru a susține greutatea modulelor solare plus sistemul de montare. Cu toate acestea, în unele state federale aveți nevoie de o PVsistem pe carport sau garaj un permis. Întrebați în timp util înainte de a cumpăra PV-Instalare la autoritatea de constructii responsabila pentru dvs. Puteți utiliza energia electrică produsă în acest fel pentru a vă încărca mașina electrică, plug-in-ul hibrid sau alte produse asemenea. Desigur, puteți utiliza, de asemenea, energia electrică în gospodărie și, astfel, reduce factura de energie electrică. Cu toate acestea, nu puteți produce toată energia electrică pentru o gospodărie pe o suprafață atât de mică.

Sistem în aer liber (parc solar)

Un acoperiș nu este o condiție pentru instalarea unui PVPlantă. Decât PV-Fan probabil stii imagini impresionante de parcuri solare imense. Și aici sunt utilizate sisteme de asamblare pentru a face posibilă generarea de energie în aer liber. Există două sisteme de montare practic diferite: elevația fixă și sistemul de urmărire.

Elevație fixă PVPlantă

În timpul suportului fix, un cadru din oțel sau aluminiu este înșurubat pe blocuri de beton sau ancorat la sol. Prin urmare, înclinația și orientarea modulelor nu pot fi schimbate după asamblare.

Sistemul exterior cu elevație fixă are mai multe avantaje în comparație cu un sistem de acoperiș:

• Există, de obicei, mai mult spațiu disponibil.
• Orientarea poate fi aleasă liber și nu este specificată de un acoperiș.
• Aceasta înseamnă că înclinația poate fi, de asemenea, ajustată aproape arbitrar.
• Mai mult spațiu înseamnă, de asemenea, mai multe module. Aici, utilizarea modulelor cu eficiență mai scăzută, care sunt mai ieftine de achiziționat, merită, de asemenea.

Sisteme de urmărire

În sistemele de urmărire, modulele sunt urmărite până la orientarea solară. Se face o distincție între urmărirea pe o singură axă și urmărirea pe două axe. Cu o singură axă de urmărire, orientarea modulelor se schimbă fie orizontal, fie vertical, în funcție de poziția soarelui. Urmărirea orizontală urmărește poziția soarelui de la est la vest. În urmărirea verticală, modulul solar este orientat spre sud și se rotește – în funcție de înălțimea poziției soarelui – peste orizont. Urmărirea pe două axe este o combinație de urmărire orizontală și verticală.

Avantajele sistemului de urmărire:

• Randamentul actual al PVsistemul crește semnificativ în comparație cu altitudinea fixă.
• Numai în Europa Centrală, creșterea producției de energie electrică este de 20 % pentru urmărirea pe o singură osie și de 30 % pentru urmărirea pe două osii.

Dezavantaje ale sistemului de urmărire:

• Sunt suportate costuri de investiții mai mari.
• Sistemul are nevoie de mai multă întreținere. Acest lucru crește costurile de operare.
• La rândul său, sistemul de urmărire necesită putere.

Flotant PVPlantă

O formă specială de instalare în aer liber este plutitoare PVPlantă. În acest scop, modulele solare sunt montate pe flotoare din plastic. Costurile de investiție sunt cu 20 % până la 25 % mai mari decât cele ale unei instalații convenționale în aer liber pe uscat.

Centrale racordate la rețeaua electrică publică

Sistemele conectate la rețea sunt, de asemenea, denumite sisteme conectate la rețea. Ei poartă numele lor, deoarece acestea sunt conectate la rețeaua electrică publică. Majoritatea celor instalate PV-Instalațiile sunt sisteme conectate la rețea.

Sisteme independente neplasabile

Există, de asemenea, PV-Instalatii care nu sunt conectate la reteaua publica. Ca o insulă în mare, care nu are nici o legătură cu continentul, acestea sunt, prin urmare, numite facilități insula. Deoarece acest lucru elimină, de asemenea, posibilitatea de a alimenta rețeaua publică, aceste sisteme sunt de obicei operate împreună cu un sistem de stocare a energiei electrice.

Cum se planifică un sistem fotovoltaic

Cerințe pentru utilizarea unui PVPlantă

Înainte de a începe planificarea unui sistem fotovoltaic, ar trebui să verificați cerințele:

• Aveți nevoie de autorizație de construcție pentru uzină? Puteți afla despre acest lucru la autoritatea locală de construcții.
• Este portantul acoperișului suficient pentru o PVPlantă?
• Este radiația solară suficientă pentru a putea opera instalația din punct de vedere economic? Pentru a răspunde la această întrebare, merită să aruncați o privire la "Harta de iradiere a serviciului meteorologic german" (a se vedea figura 3). În Germania, însă, acest lucru se întâmplă aproape peste tot.
• Cum arată finanțarea centralei? De ce subvenții puteți profita? Puteți utiliza un motor de căutare pentru a găsi diverse opțiuni, de exemplu de la KfW Bank.

Care dintre PVsistemul este cel potrivit?

În primul rând, trebuie să optați pentru un sistem de acoperiș sau un sistem de exterior. Cu un sistem de acoperiș, apar următoarele întrebări:

• În ce direcție este aliniat acoperișul?
• Este un acoperiș înclinat sau plat?
• Există umbrirea zonei acoperișului de copaci sau clădirile din jur?

Un acoperiș înclinat spre sud, cu o înclinație de aproximativ 30°, ar fi ideal. Dar chiar dacă acoperișul are o înclinație între 10°-60° și orientarea spre sud-est sau sud-vest, este totuși pentru o PVsistem. Acest lucru duce la doar un randament puțin mai mic. Se recomandă prudență atunci când tăiați copaci mari pentru a preveni umbrirea. Întrebați în avans dacă este permis și ce măsuri compensatorii ar putea fi necesar să luați.

Aflați mai multe despre Planificarea unei PV Apendice.

Suport de la un PVSoftware

Cu ajutorul software-ului fotovoltaic, sistemele fotovoltaice pot fi proiectate optim pe acoperișul respectiv și pe modulele și invertoarele utilizate și, în același timp, cea mai bună variantă posibilă a PVsistem de montare. În mod ideal, PVsoftware-ul următoarele opțiuni: planificarea designului invertorului, calculul randamentului cu suprafețe de umbrire optimizate și planificarea șirurilor.

Câți metri pătrați PV-Plant ai nevoie?

În funcție de faptul dacă doriți să acoperiți o parte sau toate nevoile proprii, cantitatea de module pe care le utilizați va diferi. Dacă vă întrebați acum câte module trebuie montate pentru a vă satisface nevoile de energie și dacă este disponibilă o zonă adecvată, următorul articol vă va ajuta:

→ Cum să vă calculați propriile nevoi pentru dvs. PVPlantă

Asamblarea si instalarea lasata la latitudinea profesionistului

Cu siguranta ar trebui sa lasi instalarea si instalarea noului sistem fotovoltaic unei companii specializate. În general, vă sfătuim să nu lucrați ca nespecialist, deoarece lucrul cu electronica este periculos și vă poate pune în pericol atât pe voi, cât și pe semenii voștri. În plus, în cazul instalării necorespunzătoare, garanția pentru componentele sistemului solar expiră de obicei.

Vă puteți aștepta la aceste costuri

În general, mai mare PV-Plantele ceva mai ieftine ca preț pe kWh decât plantele mai mici:

• Pentru un acoperiș mic, cu o suprafață de 25 m², modulele costă 216 €/m² sau întregul sistem 5.400 €.
• Pentru un acoperiș mediu cu o suprafață de 50 m², modulele costă 180 €/m² sau întregul sistem 9.000 €.
• Pentru un acoperiș mare, cu o suprafață de 72 m², modulele costă 172 €/m² sau întregul sistem 12.900 €.

Sursa: www.solaranlagen-portal.com

Cum se operează un sistem fotovoltaic

Curățare: Modulele murdare reduc performanța

Unu PVplanta este expusă la tot felul de influențe asupra mediului 24/7, 365 de zile pe an. Treptat, contaminarea este cauzată de praf, primejdie de pasăre, frunze care se încadrează, polen de plante, etc. Mai ales la tranzițiile dintre cadru și sticlă, murdăria îi place să se așeze și nu este atât de ușor îndepărtată de ploaie și zăpadă. Moss sau lichenii se pot așeza chiar acolo. Aceasta înseamnă: PVsistemul trebuie curățat la intervale regulate. Ar trebui să abordați singur acest lucru numai dacă toate părțile sistemului pot fi atinse de poli telescopici și alte asemenea fără a urca. În caz contrar, ar trebui să lăsați această lucrare companiilor specializate în curățarea fotovoltaicelor. Costurile pentru aceasta variază de la o regiune la alta. Așteptați-vă la 1,00 € până la 2,50 € pe metru pătrat de spațiu modul.

Pentru curățare, vă recomandăm apă fără var, un detergent neagresiv și o cârpă sau un burete – fără elemente de zgâriere.

Asigurarea funcționării corespunzătoare prin întreținere și service

Pentru a face acest lucru, cel mai bine este să încheiați un contract de întreținere cu compania care a instalat sistemul. Experții vă cunosc deja sistemul și nu trebuie să se familiarizeze cu acesta. Întreținerea include inspecția vizuală a modulelor solare, precum și verificarea conexiunilor electrice și a invertoarelor. Costurile pentru aceasta sunt de 150 până la 250 de euro pentru o casă unifamiliale.

Acoperit cu asigurare

Din moment ce dvs. PVplanta este expusă în mod constant la influențele mediului, asigurarea poate fi utilă. Pagubele cauzate de grindină, ploi torențiale sau fulgere s-au produs rapid. Prin urmare, o asigurare adecvată pentru PVsistemul are sens.

O bună asigurare ar trebui să acopere următoarele riscuri:

• Foc
• Furtună
• Grindină
• Presiunea zăpezii
• Supratensiune
• Mușcături de animale
• Furt
• neglijență gravă

Clarificați dacă plata impozitelor este datorată

În cazul în care acestea nu completează întregul PVsistem produs de energie electrică tine, devii un antreprenor în scopuri fiscale. Tariful de alimentare este prețul pe kWh,
pe care compania energetică vă plătește pentru energia electrică introdusă în rețeaua publică. Prin urmare, se plătește și un impozit pe venit pentru tariful feed-in. Atâta timp cât nu câștigați mai mult de 22.000 de euro pe an, puteți solicita scutirea de TVA pentru proprietarii de afaceri mici.

Dacă nu faceți acest lucru, va trebui să plătiți TVA atât pentru energia electrică furnizată, cât și pentru energia electrică consumată de dvs.

Gestionarea energiei: feed-in în rețeaua publică

Pentru a alimenta surplusul de energie electrică în rețeaua publică, este necesar un contract cu furnizorul public de energie. Acest lucru, de obicei, de asemenea, vă închiriază un contor de alimentare sau un metru cu două sensuri.

Cel PVsistemul este economic cu atât mai interesant cu cât consumi mai multă energie electrică. Tariful de alimentare este semnificativ mai mic decât prețul energiei electrice pe care trebuie să îl plătiți pentru energia electrică achiziționată. Prin urmare, achiziționarea unui sistem de stocare a energiei electrice este de obicei utilă pentru a reduce timpul cu mai puțină radiație solară.

După ce oră o PV-Facilitatea într-adevăr merită

Potrivit Frauenhofer ISE, o PVinvestiție un randament al capitalurilor proprii de aproximativ 5%. Dar fiecare plantă este diferită și depinde și de comportamentul operatorului. Este important ca utilizarea unui sistem de stocare a bateriei și/sau a unui sistem inteligent de control să atingă cel mai mare consum de energie electrică posibil.

Acest lucru va deveni și mai important pentru viitor, deoarece tariful de alimentare în conformitate cu EEG este în continuă scădere. În prezent, nu este posibil să se evalueze modul în care tariful de alimentare va continua să se dezvolte.

După câți ani o PVinvestiția merită cu adevărat (după amortizare), depinde de următorii factori:

• Costul istoric
• randamentul preconizat al energiei electrice
• Ponderea consumului propriu
• Valoarea tarifului de alimentare
• Evoluția prețului energiei electrice
• Costul finanțării
• Impozitul datorat

De regulă, un sistem fotovoltaic se plătește singur după nouă până la 12 ani. Cu o durată de viață de cel puțin 20 de ani, au mai rămas câțiva ani în care faci profit.

Oportunități de finanțare pentru noul sistem fotovoltaic

KfW (Kreditanstalt für Wiederaufbau) are programe de finanțare atât pentru clădirile noi, cât și pentru modernizarea clădirilor existente, care promovează achiziționarea și instalarea de sisteme fotovoltaice. Finanțarea constă în împrumuturi cu dobândă mică, cu unul, doi sau trei ani de înființare fără dobândă și termene de până la 20 de ani.

Statele federale, municipalitățile și orașele oferă, de asemenea, programe speciale de sprijin pentru utilizarea energiilor regenerabile. Aceste subvenții pot consta, de asemenea, în granturi pentru costurile de investiții. Diverse bănci și KfW oferă, de asemenea, împrumuturi solare speciale. Caracteristica specială a acestor împrumuturi este că tariful de alimentare preconizat este acceptat ca garanție pentru împrumuturi.