Solarni sistemi za proizvodnja struje

Fotonaponsko iskorištenje energije Sunca može se podijeliti u dvije osnovne grupe. Prva su takozvani autonomni ili ostrvski sistemi u kojima proizvedenu energiju najčešće skladištimo u akumulatore. Druga su, danas sve rasprostranjeniji i savremeniji, mrežni sistemi, koji proizvedenu električnu energiju predaju u električnu mrežu.

Karakteristike fotonaponskog sistema

Elemente fotonaponskog solarnog sistema najvećim dijelom određuju karakteristike građevine (lokacija, orjentacija, dimenzije) na kojoj će sistem biti instaliran. Što se tiče lokacije, prvo uzimamo u obzir ima li u blizini izgrađene električne mreže. Ako ona nije izgrađena, ili je priključna tačka relativno daleko, a time priključak skup, tada možemo razmotriti izgradnju ostrvskog sistema, čije troškove možemo usporediti sa troškovima priključka na električnu mrežu.

 

Ukoliko su ti troškovi slični, ili je ostrvski sistem čak malo skuplji od priključka na električnu mrežu, izgradnja se isplati jer će proizvedena električna energija biti besplatna.

 

U naseljenim mjestima električna mreža je svugdje izgrađena. Na tim lokacijama moguće je izgraditi mrežni sistem, jer su zakonski oviri za tu mogućnost stvoreni. Tada još uvijek imamo mogućnost izbora autonomnog sistema, ali u ovom slučaju su znatne ekonomske prednosti na strani mrežnih sistema.

 

U Evropi su tipični mrežni sistemi sa takozvanim inteligentnim inverterom, koji uz veliku pogonsku sigurnost uključuje sistem na električnu mrežu. Karakteristika inteligentnog invertera je da električnu energiju koju proizvodi fotonaponski sistem, usklađuje sa parametrima  mreže. Druga karakteristika je da u slučaju nestanka električne energije isključuje solarni sistem sa mreže. Za to postoji više razloga ali prvenstveno sigurnosni, da pri eventualnom održavanju električne mreže ne ugrožava radnike koji rade na mreži.

Osnovne razlike između autonomnih i mrežnih sistema

Osnovna razlika je u tome da kod autonomnih fotonaponskih sistema proizvedenu energiju moramo skladištiti na licu mjesta, što prvenstveno postižemo akumulatorima. Kod ekstremno velikih sistema moguće je proizvedenu energiju uskladištiti kao potencijalnu energiju sa sistemom dvije vodene akumulacije na različitim nadmorskim visinama, povezane prepumpnim sistemom. Sistem sa akumulatorima koji su češće u upotrebi, zahtjevaju takve akumulatore koji su razvijeni za ciklički režim rada. Kod takvih akumulatora izuzetno je bitan zahtjev da izdržavaju česta potpuna pražnjenje.

Slijedeći bitan element autonomnog sistema je inverter, koji je neophodan ako potrošači imaju potrebu za naizmjeničnom strujom. Ovaj uređaj  električnu energiju jednosmjernog napona iz akumulatora (12-24V DC), pretvara u naizmjenični napon (220-230V AC).

Što se tiče fotonaponskih modula, oni su za oba sistema potpuno isti. Najveća razlika je, da je kod autonomnih sistema potreban regulator napona koji visinu napona iz kolektora, koja se mijenja sa intenzitetom zračenja Sunca, drži u optimalnim okvirima za punjenje akumulatora. Osim kontrole punjenja regulator ima funkciju zaštite akumulatora od dubokog pražnjenja.

Druga bitna razlika je da u mrežnim sistemima funkciju skladištenja energije vrši električna mreža. U ovim sustavima nema potrebe za akumulatorima, što je velika prednost u pogledu troškova.

Slično ostrvskim sistemima, i u mrežnim isto postoje inverteri, ali im se funkcija razlikuje. Oni osiguravaju sinhronizaciju između priključenih fotonaponskih kolektora i mreže, te ujedno preuzimaju ulogu regulatora punjenja. Električna energija se iz invertera preko mjerača i prodaje u javnu mrežu.

Prednosti pojedinih sistema

Kako ostrvski, tako i mrežni sistema imaju svoje karakteristične prednosti.

Prednost autonomnih sustava je mogućnost skladištenja električne energije u akumulatore, koju možemo koristiti bilo kada. To povećava osjećaj sigurnosti, nema plaćanja računa i energetski smo nezavisni.

Nedostatak proizlazi iz karakteristika godišnjih doba, kako je broj sunčanih sati ljeti i zimi različit, tako je i proizvedena energija u zimskim mjesecima manja. Taj nedostatak možemo nadomjestiti povećanjem kapaciteta skladištenja energije, čime možemo premostiti smanjenu proizvodnju u oblačnim razdobljima. Autonomni sistema nas više motivišu na štednju energije, jer ako iscrpimo akumulatore, možemo na duže vrijeme ostati bez energije. Ostrvski sistema pretpostavlja način života koji se prilagođava dobu dana, na primjer, korištenje većih potrošača kada je sunčano, te upotrebu štednih sijalica i aparata visoke klase energetske efikasnosti.

Kao što smo već spomenili prednost mrežnih sistema je to što ne treba akumulirati proizvedenu energiju već se ona predaje direktno u javnu mrežu. Za to prethodno treba steći status povlaštenog proizvođača, što znači da treba dobiti neophodna odobranja za izgradnju, zatim izvršiti upis postojenja i na kraju sklopiti ugovor o otkupu.