Podstawowy proces przekształcania światła słonecznego w energię elektryczną za pomocą fotowoltaiki polega na wychwytywaniu energii słonecznej za pomocą paneli fotowoltaicznych i przekształcaniu jej w użyteczną energię elektryczną. Konwersja ta jest możliwa dzięki efektowi fotowoltaicznemu, który zachodzi, gdy cząstki światła oddziałują z określonymi materiałami, powodując wytwarzanie przez nie prądu elektrycznego .
Ogniwa są podstawowymi elementami paneli fotowoltaicznych, a ich prawidłowe funkcjonowanie ma kluczowe znaczenie dla efektywnej konwersji energii słonecznej na energię elektryczną .
System fotowoltaiczny składa się z kilku elementów, które współpracują ze sobą w celu wykorzystania i zamiany energii słonecznej na energię elektryczną.
Niektóre z tych komponentów obejmują:
- Ogniwa lub panele fotowoltaiczne: wychwytują światło słoneczne i przekształcają je w energię elektryczną .
- Falownik: Przekształca prąd stały wytwarzany przez panele na prąd przemienny , który może być wykorzystywany przez urządzenia i urządzenia gospodarstwa domowego .
- System montażu: podtrzymuje i ustawia panele pod optymalnym kątem, aby zapewnić maksymalną ekspozycję na światło słoneczne .
- Okablowanie elektryczne i komponenty: Podłącz system i zapewnij bezpieczną i wydajną transmisję energii elektrycznej .
Czytaj więcej: Jak prawidłowo dobrać magazyn energii do domu?
Oto jak działają w przypadku braku prądu:
- Systemy Podłączone do Sieci (On-Grid):
- Brak Funkcjonowania przy Braku Prądu: Większość standardowych systemów fotowoltaicznych podłączonych do sieci przestaje działać, gdy nie ma prądu w sieci. Jest to środek bezpieczeństwa, zapobiegający przesyłaniu energii do sieci, co mogłoby stanowić zagrożenie dla pracowników naprawiających linie elektryczne.
- Rozwiązania z Bateriami: Niektóre systemy on-grid mogą być wyposażone w baterie, które pozwalają na przechowywanie nadmiaru energii. W takim przypadku, w momencie przerwy w dostawie prądu, system może automatycznie przełączyć się na zasilanie z baterii.
- Systemy Niezależne od Sieci (Off-Grid):
- Działanie Niezależnie od Sieci: Systemy off-grid są zaprojektowane do pracy niezależnie od sieci energetycznej. Są one wyposażone w baterie do przechowywania energii, co umożliwia ich działanie nawet podczas przerw w dostawie prądu.
- Samowystarczalność: Takie systemy są idealne dla lokalizacji odizolowanych, gdzie dostęp do sieci jest ograniczony lub niemożliwy. Zapewniają one ciągłe zasilanie, niezależnie od zewnętrznych warunków.
Istnieją różne typy instalacji fotowoltaicznych, każda z nich ma inną charakterystykę i wymagania operacyjne . Na przykład instalacje on-grid są podłączone do publicznej sieci energetycznej i nie magazynują energii. W konsekwencji przestają działać w przypadku przerw w dostawie prądu, gdyż ich falowniki do działania wymagają prądu z sieci .
Instalacje off-grid nie są natomiast podłączone do publicznej sieci elektroenergetycznej i wykorzystują baterie do magazynowania energii wytwarzanej przez system fotowoltaiczny . Instalacje te mogą kontynuować pracę w czasie przerw w dostawie prądu, ponieważ nie są uzależnione od energii elektrycznej z sieci . Systemy hybrydowe łączą w sobie elementy instalacji on-grid i off-grid, zapewniając większą elastyczność i odporność na zakłócenia w dostawie prądu .
Analiza pracy fotowoltaiki podczas przerw w dostawie prądu
W czasie przerw w dostawie prądu dotknięta jest większość systemów fotowoltaicznych w Polsce, gdyż ponad 90% instalacji jest podłączonych do sieci publicznej . Te systemy połączone z siecią stoją przed poważnym wyzwaniem, gdy nie ma prądu, ponieważ falownik, kluczowy element przekształcający energię słoneczną w energię użytkową, wymaga energii elektrycznej do działania . W rezultacie w przypadku awarii większość gospodarstw domowych posiadających systemy fotowoltaiczne przyłączone do sieci nie będzie miała prądu .
Zobacz również: Akumulatory do fotowoltaiki czy warto inwestować?
W celu utrzymania zasilania podczas przerw w dostawie kluczową rolę odgrywają rozwiązania w zakresie magazynowania energii. Fotowoltaika bez prądu może nadal funkcjonować, ale tylko przy określonych konfiguracjach instalacji . Połączenie paneli słonecznych wytwarzających energię elektryczną i falownika przesyłającego ją do urządzeń magazynujących energię, takich jak baterie, zapewnia dostępność energii nawet w przypadku awarii sieci . Zmagazynowaną energię można następnie wykorzystać do zasilania gospodarstwa domowego, tworząc niezawodne zabezpieczenie w przypadku przerw w dostawie prądu.
Alternatywnym rozwiązaniem, działającym niezależnie od publicznej sieci elektroenergetycznej, są systemy fotowoltaiczne off-grid . Systemy te są w Polsce mniej powszechne w porównaniu do systemów sieciowych, ale nadal działają na tych samych podstawowych zasadach, wytwarzając energię za pomocą paneli słonecznych i magazynując ją w akumulatorach do późniejszego wykorzystania .
Warto wiedzieć: Ile kosztuje magazyn energii do 5 kWh? – cena 2023
Systemy fotowoltaiczne off-grid są szczególnie przydatne na obszarach, gdzie nie ma dostępu do sieci elektroenergetycznej, chociaż takie lokalizacje są stosunkowo rzadkie w Europie . Niemniej jednak te systemy poza siecią zapewniają ciągłe dostawy energii elektrycznej nawet podczas przerw w dostawie prądu, udowadniając w ten sposób swoją wartość w utrzymywaniu mocy w przypadku awarii tradycyjnych systemów podłączonych do sieci.
