Tehnologia fotovoltaica permite transformarea energiei solare in energie electrica.
Modulele situate pe sol pe acoperis sau pe terasa acestea pot fi de tip izolat (Stand Alone) si se instaleaza in zonele in care nu exista retele electrice sau conectate la reteaua electrica (Grid Connected) in care sistemul produce electricitate pentru consumul curent iar cand acesta este in surpuls este livrat si contabilizat in reteaua electrica.
Sistemul mobil optimizeaza productivitatea de energie electrica pe toata durata zilei prin adapatarea automata a sitemului pentru orice grad de inclinare a razelor solare.Sistemul are un randament crescut cu aproximativ 35 % fata de sitemele fixe.
Va prezentam o dizertatie cat se poate de nepartinitoare pe tema panourilor fotovoltaice:
Costul tehnologiei curente cu panouri fotovoltaice mono-, poli-cristaline sau amorfe variaza intre:
- aprox. 2 EUR / watt pentru cine cumpara celulele la gramada si-si asambleaza singur panoul si toata instalatia,
- 4-6 eur/watt pentru un panou gata asamblat,
- probabil intre 6 si 10 euro/watt pentru o instalatie completa la cheie cu baterii deep cycle, invertor, controler de incarcare si instalare.
Dar ce inseamna mai exact cifra de N watt putere instalata? In principiu ne spune ca atunci cand soarele e cel mai puternic si ilumineaza perfect panoul, acesta va produce fix N watt. In rest - cand nu e soare, sau e nor, sau soarele abia a rasarit va produce mai putin sau deloc.
Important e de stiut ca in conditiile tarii noastre, un panou corect instalat va produce 1400-1600 watt-ora pe an pentru fiecare watt de putere instalata.
De exemplu un panou de 100 de watt (0,1kwatt) va produce intr-un an aproximativ 150 kwh (kilowatt-ora).
Consumul mediu lunar al unei familii in UE e undeva intre 200 si 300 kwh/luna, 150 kwh se poate considera a fi consumul pe o singura luna unei familii care incearca (fara eforturi exagerate) sa faca economie si sa nu risipeasca energia electrica.
-----------
Durata de viata a unui panou fotovoltaic
Pentru panourile normale cu siliciu se pare ca dupa aproximativ 25 de ani isi pastreaza peste 80% din capacitate. Daca socotim ca in aceasta perioada 20-30% se defecteaza din diverse motive, se poate estima ca 25-30 de ani e perioada de injumatatire a capacitatii de productie.
-----------
Costul energiei produse
Un panou de 100 de watt ce costa 500 euro (dar atentie ca nu ne ajunge decat pentru o luna si poate costa 200 sau 900 euro) va produce in 25 de ani cam 3500 kwh si (cel putin in teorie) pana va sucomba va mai putea produce tot atata.
Deci fara socoteli economice privitoare la 25 de ani de rate, dobanzi, inflatie, etc.. costul in acest timp ar fi de vreo 15 eurocenti pe kwh (daca investitia a fost de 5 euro/watt).
Pentru fiecare kwh produs la costul de 15 eurocenti in primii 25 de ani, panoul va mai da inca un kwh "gratis" dupa aceea.
In conditiile tarii noastre, un panou corect instalat va produce 1400-1600 watt-ora pe an pentru fiecare watt de putere instalata.
Energia incidenta pe panouri solare la inclinare optima se apropia de 1600 kwh/metru patrat pentru tara noastra, prin Tulcea sau pe-acolo in Dobrogea. (vezi imaginea cu insolatia in Romania !) Cum puterea nominala este specificata pentru toate panourile la un flux luminos de 1000 watt/metru patrat, practic se produc intr-un an echivalentul a 1500 ore de insolatie nominala. Nu mi se pare de mirare caci socotind numarul orelor de soare deasupra orizontului, rezulta o medie de vreo 35% din puterea nominala. Corect cu cei 1600kWh/mp suprafata ORIZONTALA, atentie la aspectul acesta. Dar in energia asta intra si radiatia solara difuza (adica prin nori, etc).
Un (1) mp de panou solar pt. apa calda scoate pe an maxim 550 kW/an, iar acestea preiau si radiatia solara difuza, care are o pondere destul de mare.
Cei 550 KWh /m2 /an la panourile de apa calda ar fi o cifra minim garantata pentru orice zona din Germania (in conditiile unei montari corecte). In anumite zone de la noi probabil va scoate cu 10-20% mai mult.
Valorile de 1500 kwh/metru patrat-an erau date pentru inclinatii optime pentru latitudinea noastra. La orizontala se capteaza mai putin.
Lumina difuza sau mai slaba e ok pentru un panou fotovoltaic, in sensul ca eficienta conversiei nu e afectata de scaderea intensitatii luminoase. Deasemenea temperatura panoului mai rece ii creste putin eficienta. Un panou plat pentru apa calda care cand afara e vant sau rece are pierderi mai mari - si cand lumina e mai slaba se ajunge ca pierderile sa echilibreze castigul - deci poate ajunge la eficienta zero in timp ce panoul fotovoltaic inca "scoate" ...
Deci panou fotovoltaic de 1 metru patrat si 15% eficienta are puterea maxima de vreo 150 de watt, deci din start maximul sau e de 15% si ar insemna ca in 1500 de ore sa dea 225 kwh/an. Sau o medie a unei iluminari full de 4,1 ore/zi; vazatorii mai tupeisti zic ca produc chiar mai mult - o medie de zilnica de 5 ore la capacitate full.
Eficienta nu conteaza, cifrele respective arata kwh produsi pe fiecare kwatt de putere nominala (puterea nominala e stabilita la o intensitate luminoasa de 1000watt/metru patrat. La eficienta de 15% sau 100% raportul kwh/an / kwatt nominali se pastreaza. Pe langa Braila un panou de 1 kwatt nu va produce mai mult de 1600 kwh/an.
Am vazut ca se ia in calcul si un coeficient de pierderi din diverse cauze, de vreo 25%. Nu stiu de unde e scos . Deci din cei 1600 produsi raman 1200 utilizabili. Inseamna ca un panou plat are o eficienta medie de 40%.
Preturi la panouri gata asamblate sunt de 700 EUR panoul de 150 de watt. Mai sunt pierderi la incarcarea in baterii, dar la 20 kwatt nu prea e cazul, se folosesc invertoare care baga direct 220 in retea cu 90% eficienta.
CONCLUZII
Conectat la retea - instalatia este in mare alcatuita din panouri + invertor de 220V + contor care se invarte in ambele sensuri. Cand straluceste soarele si productia depaseste consumul, surplusul este injectat in reteaua de electricitate si contorul se invarte invers. Seara si iarna, cand consumul depaseste productia contorul se invarte normal. KWh adunati vara sunt consumati iarna si se plateste anual diferenta la furnizorul de electricitate.
Acest sistem are avantaje:
- e destul de simplu, clar si fiabil;
- valoarea totala a investitiei depaseste doar cu putin pretul panourilor;
- In tarile civilizate statul subventioneaza cu pana la 50% acest tip de productie.
si dezavantajul este ca necesita conectarea la retea.
Deconectat de retea
In acest caz sistemul trebuie sa asigure intregul necesar de electricitate al locuintei pe intregul an.
Necesita un banc de baterii deep cycle, controler de incarcare si invertor care se adauga la pretul sistemului.
Treaba se complica din cauza variatiei zilnice si sezoniere a luminii solare, deci sunt necesare si mijloace suplimentare de productie a electricitatii.
Una din sursele suplimentare poate fi un generator eolian, cu avantajul ca in general vanturile sunt mai puternice si aerul e mai "greu" iarna decat vara, deci combinand eolian cu solar maximum sezonier al unui sistem se suprapune cu minimum sezonier al celuilalt.
Se reduce dimensiunea panoului solar la 40-50% si o parte din diferenta se investeste in eoliana.
In plus este necesar un grup generator care sa acopere perioadele lipsite si de soare si de vant. Acesta poate fi utilizat si ca alternativa completa la eoliana, acolo unde conditiile nu permit instalarea unei centrale eoliene.
Ideal este sa ai un grup generator cu recuperare de caldura care iarna - cand nu prea bate soarele - sa contribuie si la incalzirea spatiului de locuit. Aceste recuperatoare fie se pot confectiona fie sunt generatoare care ofera din constructie posibilitati de recuperare a caldurii.
Combustibilii cei mai eficienti sunt fie gazul metan (pentru cei cu acces la gaze) fie uleiul uzat reciclat. Avantajul conectarii la gaze este evident: in sezonul de incalzire, electricitatea produsa vine practic ca un bonus, caci gazele ar fi fost arse oricum pentru a incalzi locuinta. Cei 15-20% din energia gazelor care-s convertiti la electricitate, NU se pierd, pentru ca-s consumati tot in casa si contribuie la randul lor la incalzire.
Generatorul diesel e mai eficient dar presupune combustibil mai scump, cu exceptia cazului in care poti procura ulei uzat ieftin.
Deci am ajuns la preturi, pentru o productie de aproximativ 100 kwh / luna ar fi variantele:
- 1kwatt panouri + invertor conectate direct la retea - preturi de la 5000 eur in sus. 6000 e un pret mai probabil.
- 450 watt panouri + baterii + controler de incarcare + invertor independent + motogenerator - 1600 eur panourile, 1400 bateriile, motogeneratorul intre 400 si 1600 + recuperarea caldurii de la motogenerator - probabil inca 300-600 euro.
- Adaugarea unei eoliene la sistemul de mai sus - 500-1500 euro, poate si mai ieftin pentru cei care si-o fac singuri, poate si mai scump pentru cele cumparate. Din pacate productia eolianei este foarte variabila si dependenta de conditiile locale, scopul sau principal ar fi sa reduca din consumul generatorului.
Dar nu disperati, guvernul subventioneza 90% din aceste cheltuieli!!!