solarno-net-logo-emtsolar
Oxary Magazine
$10 – $15 / Week

Mala škola solara 2024, lekcija druga: solarne elektrane

Solarne elektrane by EMT SOLAR
Solarne elektrane by EMT SOLAR
Sadržaj

Sunčeva energija

Mala škola solara u drugoj lekciji objašnjava kako se sunčeva energija kroz solarne elektrane pretvara u električnu energiju.

Sunčeva energija u jednom ili drugom obliku izvor je gotovo sve energije na zemlji. Ljudi se, kao i sve ostale životinje i biljke, za toplinu i hranu oslanjaju na sunce. Međutim, također koriste sunčevu energiju na mnogo drugih načina.

Fosilna goriva, biljna tvar iz prošlih geoloških doba, koristi se za transport i proizvodnju električne energije i u osnovi je samo uskladištena sunčeva energija od prije nekoliko miliona godina. Trošenjem fosilnih goriva oslobađa se energija i ugljendioksid akumuliran prije nekoliko desetina miliona godina, pa je utjecaj na sadašnju klimu štetan.

Obnovljivi izvori energije

Nasuprot ovih goriva kojima je potreban dug vremenski period, reda miliona godina za nastanak, sunčeva energija se može pretvarati i u druge izvore koji imaju kratkoročan vijek nastanka, postojanja i obnavljanja. Te izvore energije zovemo obnovljivim.

Od sunčeve energije nastaje i drvo, kojeg u energetici nazivamo biomasa. Period nastanka i obnavljanja je nekoliko desetina godina, pa se njegovo trošenje ne smatra štetnim za globalnu klimu. Metan nastao od sagorijevanja bioloških ostataka životinja je biogas i proces nastanka i obnavljanja je veoma kratak, tek nekoliko sedmica.

Energija vjetra, koja se stotinama godina koristi za transport, koristi zračne struje koje stvaraju sunčevim zračenjem zagrijani zrak i rotaciju zemlje u toku dana i sedmica. Danas turbine na vjetar pretvaraju energiju vjetra u električnu energiju ne emitujući nikakve gasove. Čak i električna energija iz hidrocentrala dolazi od sunca. Hidroenergija ovisi o isparavanju vode zagrijane sunčevim zracima i njenom naknadnom povratku na Zemlju u obliku kiše već nakon nekoliko sati, dana ili sedmica.   

Solarna termična energija

Solarna energija je dio sunčevog zračenja koji se direktno pretvara u električnu energiju ili toplinu. Svi znamo da se sunčeva svjetlost sastoji od spektra različitih frekvencija zračenja koje ljudsko oko vidi kao različite boje.

Postoje i nevidljivi dijelovi spektra, a onaj infracrveni se koristi za direktno pretvaranje u toplotu. Taj efekat i tehniku koja iskorištava ovo zračenje nazivamo solarna termija. Uređaji koji na svoju površinu primaju infracrveno zračenje sunca i pretvaraju je sa velikim stepenom učinka u toplinu zovu se solarni kolektori.

Komercijalne izvedbe su pločasti i vakuumski kolektori koji su u primjeni za zagrijavanje kotlovske i sanitarne vode u stambenim i poslovnim objektima. Dnevno spremljena energija se utroši već nakon nekoliko sati ili dana, a predaje se u okolinu bez prizvodnje štetnih gasova.

Fotonaponska solarna energija

Fotonaponska tehnika (bosanski FN ili engleski PV) jednostavna je i elegantna metoda iskorištavanja solarne energije. FN ćelije jedinstvene su po tome što vidljivi dio spektra kroz fotonaponski efekat umjesto u toplotnu, direktno pretvaraju u istosmjernu električnu energiju. Solarne ćelije proizvode energiju bez buke, zagađenja ili pokretnih dijelova, što ih čini robusnim, pouzdanim i dugotrajnim. Rad ovih ćelija se temelji na istim principima i materijalima koji stoje iza telekomunikacijskih i kompjuterskih revolucija, prvenstveno silicijuma. Gotovo da ne postoji domaćinstvo u kojem nećete naći solarnu ćeliju. Svojim malim snagama reda milivata, već desetljećima pogone džepne kalkulatore („digitrone“), dvorišnu rasvjetu i druge uređaje.

Fotonaponski moduli, inverteri i elektrane

Pakovanjem FN ćelija u veće ploče i međusobnim povezivanjem nastao je fotonaponski modul ili popularnije zvani solarni panel. Danas su standardni komercijalni moduli sastavljeni od 120 do 192 povezane (polu)ćelije, već prema namjeni, čija je snaga od 350 do 750 W.

Međusobnim povezivanjem više FN modula u nizove osigurava se velika snaga na izlazu, pa se više takvih nizova može spojiti na uređaj koji istosmjernu struju pretvara u izmjeničnu, onu koju koristimo u javnoj mreži za napajanje kućanskih aparata. Takav uređaj nazivamo inverter i ima ih u rasponu snaga od 3 do 350 kW.

Prvi inverteri su istosmjernu električnu energiju sa modula koristili za punjenje baterija te istu uzimali nazad za pretvaranje u izmjeničnu. Ako rade ostrvski, bez povezivanja sa javnom mrežom, služeći kao jedini izvor električne energije za lokalne potrošače, nazivamo ih off-grid inverterima, a takve elektrane ostrvske ili off-grid postrojenja. U Bosni i Hercegovini se najčešće koriste za napajanje usamljenih objekata (vikendica) ili sl.

Drugi tip invertera je onaj koji je uvijek povezan sa javnom mrežom. Njegov rad je strogo sinhronizovan sa fazom mreže, te ga zbog te karakteristike zovemo on-grid, a takve elektrane, ovisno o načinu utroška proizvedene električne energije, kućne, industrijske ili komercijalne.

Za razliku od off-grid postrojenja za koje načelno nisu potrebne saglasnosti i dozvole za instalaciju i rad, on-grid elektrane, u ovisnosti o načinu utroška proizvedene električne energije, zahtijevaju određene saglasnosti i dozvole za rad, kao i ateste koje mogu izdati samo ovlaštene kompanije.

Kućne solarne elektrane i prosumeri

Kućne solarne elektrane su u većini zemalja, pa i u Bosni i Hercegovini definisane kao fotonaponska postrojenja sa modulima instalisanim na, ili u sklopu objekta (integrisane solarne elektrane) ne prelazeći njegove postojeće gabarite, sa inverterom priključenim na strani kućnih potrošača, paralelno sa mrežom. U slučaju nestanka električne energije u mreži, inverter se trenutno gasi.

Novi energetski zakoni u Bosni i Hercegovini prepoznaju i posebnu kategoriju kućnih elektrana – prosumere (engl. producer/consumer = prosumer). Ove kućne solarne elektrane imaju ograničenu izlaznu snagu invertera na 10,8 kW, ali i pojednostavljenu proceduru ishodovanja dozvola i priključenja, ali opet isključivo uz ateste ovlaštenog izvođača radova. Prema ovim zakonima, ove elektrane mogu višak električne energije slati u mrežu, te istu koristiti navečer ili zimi, kada fotonaponski moduli ne daju potrebnu snagu. Obračun razlika se vrši jednom godišnje.

Mnogi proizvođači nude i kućne invertere sa mogućnosti priključenja baterija i back-up (sigurnosnim) izlazom, tako da objekat može trošiti akumuliranu energiju nezavisno od mreže, i kada dođe do prekida napajanja. Ovi inverteri se nazivaju hibridni.

Industrijske solarne elektrane

Industrijske solarne elektrane, kao i kućne, koriste postojeći priključak na javnu električnu mrežu. One mogu biti sa ograničenjem izvoza (zero-export) ili sa prodajom viška u javnu mrežu – prosumer. U Bosni i Hercegovini industrijske solarne elektrane su građene uglavnom u gabaritima postojećih privrednih objekata, snaga 50 kW do 1 MW, jer je zakonska procedura olakšavala izdavanje saglasnosti i dozvola za gradnju.

Zadovoljavajući vlastite potrebe za električnom energijom, a uslovljeni porastom cijene kao i nadolazećom potrebom za popravljanje karbonskog otiska izvoznog proizvoda (EU CBAM), u 2022. i 2023. godini je došlo do nagle ekspanzije u izgradnji zero-export postrojenja. Novi energetski zakoni Bosne i Hercegovine omogućavaju da sada takve solarne elektrane ukinu ograničenje izvoza u mrežu, te tako na relativno jednostavan način, koristeći postojeći priključak, postanu proizvođač-potrošač (engl. prosumer) koji viškove pohranjuje u mrežu i iste troši po potrebi. Višak se na kraju godišnjeg obračunskog perioda može koristiti ili kao energetski ili kao monetarni kredit.

Komercijalne solarne elektrane

Za razliku od industrijskih elektrana, koje koriste postojeći električni priključak objekta, komercijalne solarne elektrane koriste poseban priključak na mrežu, preko kojeg SVU PROIZVEDENU ELEKTRIČNU ENERGIJU predaju u javnu mrežu te prodaju Operatoru za obnovljive izvore ili drugom javnom trgovcu električnom energijom po ugovorom definisanoj cijeni. Ove elektrane su građene u rasponu snaga 23 kW do 1 MW priključne snage.

I industrijske i komercijelne elektrane koriste isključivo on-grid invertere, obično snaga od 25 do 125 kW.

Komercijalne solarne elektrane se grade dobrim dijelom i na tlu (ground instalation). Investicija u ovakva postrojenja je znatno veća od onih na krovu objekta (integrisane solarne elektrane), ali je proizvodnja ovih postrojenja, zbog bolje orijentacije, nagiba i hlađenja modula, mnogo bolja.

Mala škola solara   objedinjuje desetogodišnje iskustvo autora ovog teksta te inženjera i tehničara EMT SOLAR-a, pomoć kolega iz Njemačke i partnera proizvođača, s ciljem da čitaocima koji nemaju profesionalnog znanja iz oblasti solarne tehnike pruži priliku da pristupe ovoj oblasti ako ne sa dovoljnim predznanjem, onda bar sa dovoljnom dozom opreza, te tako izbjegnu početničke greške. 

Ekrem Mušić, EMT SOLAR

Slični Članci
Half Page Banner emtsolar solarno.net prosumer
sungrow_emtsolar_solarno.net

Pretplati se na dnevne novine

solarno-net-logo-emtsolar

EMT SOLAR je stručnim znanjem, iskustvom i opremom veoma bogata firma specijalizovana za projektovanje, izgradnju i servis solarnih fotonaponskih elektrana.