Ce contine un sistem fotovoltaic – componente, tipuri, sustenabilitate si beneficii pentru utilizatori

Panourile fotovoltaice reprezinta o alternativa sustenabila pentru producerea de energie electrica si pot fi folosite indiferent ca este vorba de o locuinta, de o fabrica sau de o intreprindere. Folosirea unor astfel de sisteme contribuie la obtinerea energiei intr-un mod durabil astfel incat emiterea de noxe sa fie evitata, scopul final fiind acela de a asigura un mediu inconjurator mai curat. Asadar, sistemele solare fotovoltaice sunt considerate o tehnologie regenerabila promitatoare, care s-a dezvoltat rapid in ultimii ani. Pentru a intelege cat mai bine cum convertesc acestea energia solara in curent electric continuu cu ajutorul celulelor, este important sa stii ce contine un sistem fotovoltaic, cum functioneaza fiecare componenta si de cate feluri poate fi.  

Cuprins: 

1. Componentele unui sistem fotovoltaic si cum functioneaza acestea

   1.1. Din ce este compus un sistem fotovoltaic?

   1.2. Cum functioneaza un sistem solar fotovoltaic?

2. Tipuri de sisteme fotovoltaice – durata de viata, sustenabilitate, avantajele utilizarii

   2.1. Ce este un sistem fotovoltaic si de ce este importanta energia regenerabila pentru dezvoltarea sustenabila?

   2.2. Tipuri de sisteme fotovoltaice si beneficiile lor

1. Componentele unui sistem fotovoltaic si cum functioneaza acestea

Sistemul fotovoltaic este acel sistem prin care energia din razele soarelui este transformata in energie electrica prin intermediul panourilor solare. Dezvoltarea acestei tehnologii este in beneficiul mediului inconjurator, este sigura in utilizare, generand energie verde fara sa polueze. Pentru a functiona corespunzator, exista mai multe componente principale ale acestui sistem, fiecare cu rolul ei. Printre cele mai importante se numara panourile fotovoltaice, invertorul, acumulatorii si cablurile electrice. 

Iata din ce este format mai exact un sistem fotovoltaic si cum componentele acestuia asigura transformarea energiei captate de la soare in energie electrica.

1.1. Din ce este compus un sistem fotovoltaic?

Multe persoane se intreaba din ce este compus un sistem fotovoltaic si cum functioneaza acesta. Exista mai multe tipuri de fotovoltaice si componente ale acestora, iar atunci cand alegi un astfel de sistem trebuie sa tii cont de cantitatea de lumina solara la care sunt expuse panourile si de consumul mediu lunar. 

Pe langa panouri, componentele unui sistem fotovoltaic pot include invertoare, elemente de sustinere, cabluri, acumulatori, intrerupatoare de circuit si contoare electrice. Acestea sunt foarte importante si ofera un echilibru intregului sistem. Principalele elemente ale unui sistem fotovoltaic sunt: 

Panourile solare 

Panourile solare sunt formate din mai multe celule solare cu proprietati semiconductoare, incapsulate intr-un material care le protejeaza de mediul inconjurator. Datorita acestor proprietati, celulele capteaza lumina sau fotonii de la soare si convertesc energia lor in energie electrica printr-un proces numit efect fotovoltaic. In prezent, majoritatea panourilor fotovoltaice sunt realizate din siliciu cristalin cu o eficienta de 33% in transformarea energiei solare in electricitate. Exista si alte materiale semiconductoare si tehnologii care au randament mai mare, dar si costul de productie este mai ridicat. 

Invertoarele 

Invertoarele solare pentru panouri sunt dispozitive electrice care transforma energia produsa de panouri (curentul continuu) in energia utilizata la nivel rezidential sau industrial (curent alternativ). Invertoarele dispun si de dispozitive importante de protectie pentru a se opri in cazul unei pene de curent sau a altor perturbari ale retelei. 

Sistemele de prindere 

Sistemele de prindere sunt cele care fixeaza panourile solare pe sol sau pe acoperis. Acestea pot fi fabricate din otel sau aluminiu si sunt concepute astfel incat sa reziste la fenomene meteorologice extreme. Desi principalul scop al sistemelor de prindere este de a fixa panourile solare cu un nivel ridicat de precizie, acestea au si rol de legare electrica si impamantare a panoului solar pentru a preveni electrocutarea. In cazul acoperisurilor plate, exista si structuri de sustinere care pot modifica orientarea panourilor, astfel incat acestea sa fie inclinate spre razele soarelui.  

Cabluri electrice

Printre componentele sistemelor fotovoltaice se numara si cablurile electrice, care sunt cele care transporta energia de la sistem la utilizatori. Cablurile trebuie sa fie protejate impotriva expunerii la lumina soarelui iar cele care transporta curentul continuu au nevoie adesea de un invelis metalic pentru protectie suplimentara. 

Sistem de monitorizare

Un alt element important al sistemelor fotovoltaice care contribuie la imbunatatirea eficientei sunt sistemele de monitorizare. Acestea permit monitorizarea de la distanta a productiei si a consumului de energie, dar au un rol esential si in verificarea starii invertorului.

Stocarea energiei 

Pentru a maximiza consumul de energie produs de sistemul fotovoltaic, utilizatorii folosesc un sistem inovator care le permite sa imbunatateasca eficienta prin stocarea energiei produse in timpul zilei pentru a utiliza mai tarziu atunci cand sistemul nu produce energie.  

Alte componente 

Unele sisteme fotovoltaice montate la sol pot utiliza diverse ancore mecanice pentru fixare. De asemenea, pot exista sisteme de urmarire care folosesc motoare si senzori pentru a urmari soarele pe cer. Acest lucru creste eficienta si sporeste cantitatea de energie generata. 

Alte elemente ale sistemelor fotovoltaice sunt combinatoarele de conectori, intrerupatoarele si contoarele. Combinatoarele sunt sigurante pentru protectie si sunt utilizate pe toate retelele de dimensiuni medii si mari. Deconectoarele sunt intrerupatoare electrice care permit deconectarea manuala a unui cablu electric. Aceste doua elemente pot asigura izolarea electrica atunci cand un invertor trebuie instalat sau inlocuit. 

Intrerupatoarele au ca scop protejarea sistemelor electrice de tensiuni de curent si sunt proiectate pentru a se declansa automat atunci cand curentul atinge o valoare prestabilita sau pot fi actionate manual. 

Contorul electric este cel care masoara cantitatea de energie care trece prin el si este utilizat de catre companiile de utilitati electrice pentru a masura curentul. In cazul sistemelor fotovoltaice, acest contor poate masura atat energia care intra de la compania de utilitati, cat si energia care iese de la sistemul fotovoltaic. 

Prin urmare, sistemele fotovoltaice sunt alcatuite din mai mult decat panouri solare, existand o intreaga gama de elemente care ofera un echilibru intregului sistem. Acestea includ invertoare, cabluri, structuri de sustinere sau banci de baterii. Componenta unui sistem fotovoltaic depinde de tipul de sarcina pe care o alimenteaza si daca este conectat sau nu la retea. 

1.2. Cum functioneaza un sistem solar fotovoltaic?

Lumina primita de la soare formata din fotoni cade pe panourile fotovoltaice, producand curent electric. Procesul poarta denumirea de efect fotovoltaic. Pentru a produce cantitati suficiente de energie, panourile sunt legate sub forma unei retele. Energie electrica produsa de un panou solar sau de o retea de panouri solare vine sub forma de curent continuu. Pentru a fi utila, aceasta trebuie convertita din curent continuu in curent alternativ cu ajutorul unui invertor. Energia electrica alternativa obtinuta de la invertor poate fi apoi utilizata pentru a alimenta electronicele sau pentru a o trimite la reteaua electrica. 

Desi unele componente ale sistemului fotovoltaic sunt optionale, fiecare dintre acestea are un rol important: 

• Panourile fotovoltaice contribuie la conversia energiei solare in curent continuu. 
• Controlul de incarcare mentine bateria in siguranta si previne supraincarcarea acesteia. 
• Banca de baterii stocheaza energia suplimentara de la soare pentru o viitoare utilizare. 
• Invertorul transforma curentul continuu in curent alternativ, lucru esential pentru a furniza energia necesara aparatelor electrocasnice. 
• Contorul de energie electrica determina curentul necesar pentru uz casnic si cantitatea care este trimisa inapoi in curent continuu.

2. Tipuri de sisteme fotovoltaice – durata de viata, sustenabilitate, avantajele utilizarii

Sistemele fotovoltaice pot fi proiectate astfel incat sa satisfaca aproape orice cerinta de energie, motiv pentru care sunt utilizate cu succes intr-o varietate de aplicatii, inclusiv alimentarea cu energie a instalatiilor rezidentiale sau la scara de retea. In functie de tipul lor, aceste sisteme pot furniza energie timp de multi ani, fara costuri si cu o intretinere redusa. 

Energia solara fotovoltaica reprezinta o solutie viabila pentru o dezvoltare durabila a societatii, care sa asigure un mediu mai curat si mai sanatos pentru generatiile urmatoare. In randurile urmatoare vei afla mai multe despre sistemele fotovoltaice, de ce sunt ele importante, de cate feluri sunt si care sunt avantajele utilizarii acestora.

2.1. Ce este un sistem fotovoltaic si de ce este importanta energia regenerabila pentru dezvoltarea sustenabila?

Un sistem fotovoltaic este un sistem electric special care produce energie dintr-o sursa regenerabila si inepuizabila precum soarele. Celulele solare ale panourilor sunt fabricate din materiale semiconductoare si pot converti lumina solara direct in energie electrica. Atunci cand lumina de la soare este absorbita de aceste materiale, energia desprinde electronii din atomii acestora si le permite sa circule prin material pentru a produce electricitate. Acest proces de conversie a luminii in electricitate se numeste efect fotovoltaic. Mai multe panouri fotovoltaice conectate pot furniza suficienta energie pentru o gospodarie iar in cazul aplicatiilor industriale sau de utilitati electrice mai mari, sute de panouri pot fi interconectate pentru a forma un singur sistem fotovoltaic. 

In ceea ce priveste durata de viata a sistemelor fotovoltaice, standardul industriei este de 25-30 de ani. Cu toate acestea, panourile fotovoltaice continua sa functioneze si dupa aceasta perioada, dar productia de energia va scadea semnificativ sub nivelul estimat de producator.  

Acest tip de energie regenerabila ofera numeroase beneficii in ceea ce priveste sustenabilitatea deoarece nu produce poluanti, nu necesita combustibil si are nevoie de o intretinere redusa. Tehnologiile de energie regenerabila sunt surse de energie curata care au un impact mult mai redus asupra mediului decat cele conventionale. Electricitatea generata de panourile solare fotovoltaice nu se epuizeaza si nu este o sursa de poluare, contribuind astfel la dezvoltarea durabila.

Printre beneficiile semnificative care pot fi mentionate se numara: 

• Energia solara fotovoltaica nu emite gaze cu efect de sera care provoaca incalzirea globala, ceea ce o face o solutie mai viabila pentru a preveni degradarea mediului. 
• In comparatie cu alte surse de energie conventionale cum ar fi carbunele, gazele sau petrolul, care sunt limitate acest tip de energie este regenerabil si permite dezvoltarea actuala fara a o pune in pericol pe cea a generatiilor urmatoare. 
• Este usor de accesat de oriunde datorita disponibilitatii sale. 
• Energia fotovoltaica nu genereaza deseuri si nu emite substante toxice sau contaminanti in aer. 
• Energia solara fotovoltaica si a redus drastic costuri costurile in ultimii ani, devenind pe deplin competitiva cu sursele conventionale. Prin urmare, aceasta devine cea mai sustenabila solutie nu numai din punct de vedere ecologic, ci si economic.  
• Costul de intretinere este relativ scazut in comparatie cu celelalte surse de energie, oferind o functionare optima. 

2.2. Tipuri de sisteme fotovoltaice si beneficiile lor

In esenta, exista doua tipuri de sisteme fotovoltaice: 

Sistemele conectate la retea (on grid) – sunt integrate in sistemele conventionale de electricitate si pot fi folosite in alternanta cu reteaua electrica, pentru a satisface cerintele energetice ale utilizatorilor. 

Componentele unui sistem fotovoltaic on grid sunt: 

• Panouri fotovoltaice.
• Invertoare solare pentru panouri. 
• Sisteme de prindere si accesorii electrice. 

Cum funcționează sistemele fotovoltaice conectate la rețea? 

In acest tip de instalatie, reteaua nationala de electricitate devine un rezervor de stocare infinita in care se introduce energie din surse regenerabile atunci cand sistemul produce si utilizatorul nu consuma. Printre avantaje se numara reducerea costurilor facturilor, reducerea emisiilor poluante si posibilitatea de a monetiza energia produsa. Acest tip de sistem solar fotovoltaic este cel mai raspandit printre proprietarii de case si intreprinderi fiind perfect pentru cei care sunt deja conectati la retea dar care doresc faca economii la facturile de energie si sa scada amprenta de carbon.  

Sistemele autonome (off grid) – sunt concepute astfel incat sa asigure continuitatea furnizarii de energie electrica si pe timpul noptii sau atunci cand nivelul de iradiere solara este insuficient, printr-un sistem de baterii. 

Componentele unui sistem fotovoltaic off grid sunt: 

• Panouri fotovoltaice. 
• Invertor. 
• Elemente de sustinere. 
• Baterii gel si lithium. 
• Cofret AC/DC. 
• Cabluri/conectori. 

Cum functioneaza sistemele fotovoltaice autonome? 

Panourile solare capteaza energia si o transforma in curent continuu, care este apoi transformata in curent alternativ de catre invertor. Energia produsa poate fi consumata imediat de catre utilizator sau poate fi stocata in baterii si apoi utilizata la nevoie. Spre deosebire de un sistem solar conectat la retea, un sistem off-grid nu are nicio legatura cu reteaua nationala. Prin urmare, este o solutie potrivita pentru cei care nu se pot conecta cu usurinta la retea sau pentru cei care doresc sa fie independenti din punct de vedere energetic. 

Pe langa cele doua tipuri, exista si sistemele fotovoltaice hibride, care sunt mixte, ramanand conectate la reteaua nationala, dar sunt prevazute si cu baterii pentru stocarea energiei. Sistemele hibride de panouri solare ofera mai multa flexibilitate deoarece, atunci cand consumi toate energia din baterie, ai in continuare posibilitatea de a te alimenta de la retea.

Asadar, sistemele fotovoltaice sunt o sursa de energie verde, fiind o solutie pentru oricine este interesat sa isi reduca amprenta de carbon si facturile la energie. Stiind mai multe despre principalele componente ale acestuia si despre tipurile de sisteme care exista, poti lua o decizie informata care sa tina cont de principalele tale nevoi. 

Sursa foto: pexels.com