Već smo ranije spomenuli da se solarni paneli sastoje od grupe ćelija. Obzirom da se ćelije ne mogu mijenjati ili kombinovati u panelu, za nas fotonaponski modul predstavlja osnovni element solarne elektrane.
Moduli se vežu u serije poznate pod nazivom stringovi (pletenice). Stringovi su pravi mišići solarne elektrane. Koliko su oni jaki i efikasni, toliko će biti dobra i solarna elektrana. Ako je samo jedan panel u stringu lošiji, čitav string će slabije proizvoditi, stvarajući nenadoknadive gubitke. Zato je svakom investitoru, projektantu i instalateru od iznimne važnosti shvatiti rad solarnih panela i stringova.
Solarni paneli: efekat direktnog zračenja
Solarni paneli rade tako što SVJETLOSNO ZRAČENJE pretvaraju u električnu energiju. A to rade najbolje kada je osunčanost ili insolacija direktna i pod uglom koji je okomit u odnosu na površinu modula. Teoretski, kada zrake sunca padnu okomito na površinu modula, modul će dosegnuti svoju nominalnu snagu (Wp), onu koja piše na deklaraciji. Ako bismo uzeli ogledalo i reflektovali još jedno sunčevo zračenje na modul, snaga koju daje panel bi se gotovo udvostručila.
Uz uslov da su solarni paneli pri vedrom nebu osunčani pod pravim uglom (ugao incidencije jednak nuli) na geografskoj širini gdje putanja sunčevih zraka prolazi jedan i po duži put kroz atmosferu nego na ekvatoru, te ako je temperatura ćelije 25°C (standardni testni uslovi STC, 1000 W/m2, AM 1.5, Tc= 25°C), moduli će dati tačno onu snagu koja piše na deklaraciji.
Naravno, ovi uslovi su u toku dana/sedmice/godine u Evropi drugačiji, uglavnom lošiji zbog nepovoljnog nagiba i orijentacije modula, više temperature ćelije i vlažnosti zraka koja slabi insolaciju, pa solarni paneli daju manje snage. Ipak, cilj svakog savjesnog projektanta i instalatera je da module izlože što boljoj insolaciji uz što bolje hlađenje, kako bi proizvodnja bila što veća.
Mythbusters: Autoru teksta se često jave entuzijasti koji su noću mjerili napon na seriji instalisanih panela i utvrdili da obližnja javna rasvjeta može pobuditi visoke napone u stringu. Obzirom da je fotonaponski modul strujni, a ne naponski izvor, napon se pojavljuje i noću ako usmjerite jaku lampu u neopterećeni modul. Ako na njega priključite neki potrošač, napon će pasti gotovo na nulu jer je snaga veoma mala, proporcionalna odnosu snage obližnje lampe i dnevnog sunca. Da, postoje i solarni paneli koji rade efikasno i na mjesečini, ali su u ponudi samo svakog prvog aprila 😉
Kako najbolje iskoristiti direktno zračenje i postići maksimalnu proizvodnju solarnog panela biće objašnjeno u narednim lekcijama.
Difuzno zračenje
Što je jače osvjetljenje, to je unutrašnji otpor ćelije niži, pa je struja koju može dati ovaj modul veća, a samim time i snaga. Solarni paneli ne trebaju punu direktnu insolaciju da bi dostigli puni napon i počeli da proizvode električnu energiju. Oni su u pogonu i na indirektnom (difuznom) osvjetljenju, kada je oblačno ili maglovito, ali tek sa do 20% nominalne snage.
I dok svi solarni paneli daju (približno) punu nominalnu snagu u optimalnim uvjetima direktne insolacije, pri difuznom osvjetljenju različite tehnologije donose različite rezultate. Ovo projektantima dodatno otežava pravilan izbor solarnih panela ako investitor zahtijeva garanciju na proizvodnju.
Mythbasters: Novi trend koji se može vidjeti u Bosni i Hercegovini, Hrvatskoj i Srbiji gdje se solarni paneli instaliraju i potpuno orijentisani prema sjeveru, što se opravdava dodatnom proizvodnjom, navodno tek malo slabijom od onih panela okrenutih ravno prema jugu. Zakoni fizike govore da je proizvodnja ovako orijentisanih modula tek nešto jača od prosječnog difuznog zračenja od 20%, zahvaljujući zračenju onih nekoliko sati direktne insolacije pod veoma niskim uglom, pa ostaje nejasno koliko je zapravo ovakva instalacija isplativa.
Autor teksta za gotovo dvadeset godina rada u Njemačkoj, zemlji sa najvećim iskustvom u solarnim instalacijama, nije vidio niti jedan panel orijentisan prema sjeveru iako ova zemlja ima više oblačnih dana od Bosne i Hercegovine, i gdje se može očekivati znatan prinos ostvaren od difuznog zračenja. Za pretpostaviti je da razlog leži u njemačkom inženjerskom pristupu koji na prvo mjesto stavlja efikasnost postrojenja.
Više o pravilnom planiranju i rasporedu solarnih panela za postizanje maksimalne efikasnosti postrojenja biće u narednim lekcijama.
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
