Podczas instalacji paneli fotowoltaicznych należy upewnić się, że panele są prawidłowo zorientowane. Należy również pamiętać o różnych rodzajach systemów regałowych i diodach obejściowych. Należy również sprawdzić specyfikacje producenta i skontaktować się z nim w razie jakichkolwiek pytań.
Uzyskanie właściwej orientacji dla paneli fotowoltaicznych
Uzyskanie właściwej orientacji dla paneli fotowoltaicznych ma kluczowe znaczenie dla maksymalizacji ich wydajności. Optymalny kąt dla paneli słonecznych wynosi około 50 stopni. Pozwoli to na maksymalne wykorzystanie światła słonecznego i zminimalizuje ryzyko pojawienia się cieni od drzew i innych obiektów. Jednak właściwy kąt zależy od wielu czynników, w tym klimatu i producenta paneli.
W zależności od miejsca zamieszkania, panele słoneczne można zainstalować w kilku kierunkach. Ustawienie ich na wschód/zachód/północ pomoże im produkować więcej energii wczesnym rankiem i późnym popołudniem. Uzyskanie właściwej orientacji paneli fotowoltaicznych pomoże Ci osiągnąć autonomię energetyczną, produkując tylko tyle, ile potrzebujesz. Na przykład panele fotowoltaiczne dualSun są zorientowane na wschód/zachód w schronisku off-grid Arpont we francuskich Alpach – informacja ta jest wzięta od redaktora serwisu lesnaczereda.pl.
Prawidłowa orientacja modułów fotowoltaicznych zależy od położenia słońca. Jeśli mieszkasz w słonecznym klimacie, powinieneś zorientować je tak, aby światło słoneczne padało na ich prostopadłe powierzchnie. Jeśli mieszkasz na półkuli północnej, powinieneś skierować słońce na południe, natomiast na półkuli południowej powinieneś skierować je na północ.
Pozycja Słońca nie jest stała i w ciągu roku przesuwa się w górę i w dół. Aby uzyskać najlepsze rezultaty, należy zamontować panele słoneczne pod odpowiednim kątem, aby złapać jak najwięcej światła słonecznego. Alternatywnie, można zamontować panele pod stałym kątem i regulować go okresowo w ciągu roku. W tym przypadku otrzymasz około dziesięciu do czterdziestu procent więcej mocy z paneli słonecznych w ciągu roku. Dodatkowo będziesz w stanie skrócić czas ładowania akumulatora.
Ogólnie rzecz biorąc, prawidłowa orientacja paneli fotowoltaicznych jest skierowana na południe. Dzieje się tak dlatego, że droga słońca na półkuli północnej zawsze przebiega w kierunku południowym, a panele słoneczne skierowane na południe będą przechwytywać maksymalną ilość światła słonecznego przez cały rok. Należy jednak pamiętać, że panele słoneczne skierowane na wschód-południe lub zachód-wschód będą produkować znacznie mniej energii niż ich odpowiedniki skierowane na południe.
Rodzaje systemów stojaków
Istnieje kilka różnych rodzajów systemów stojaków dla fotowoltaiki. Istnieją mocowania na dachu i mocowania na ziemi. Uchwyty dachowe są zazwyczaj mocowane do konstrukcji dachu i nie mogą być stosowane na dachach płaskich lub pokrytych dachówką ceramiczną. Uchwyty dachowe są również dostępne jako systemy wolnostojące lub balastowe. Uchwyty naziemne to metalowe ramy przymocowane do betonowej płyty lub zamontowane na słupach. Ten typ systemu jest zwykle tańszy i bardziej praktyczny dla domów z płaskim dachem.
Systemy te są powszechnie wykonane ze stopu aluminium. Większość z nich jest ocynkowana ogniowo lub spryskiwana tworzywem sztucznym w celu ochrony przed korozją. Jednak ich odporność na korozję nie jest duża, więc wymagają specjalnej konserwacji. Zaletą regałów solarnych ze stopu aluminium jest to, że są one łatwe w produkcji i nie wymagają specjalnego cięcia na miejscu.
Systemy regałów na panele słoneczne są ważną częścią domowego systemu energii słonecznej. Mocują one panele słoneczne do dachu lub konstrukcji naziemnej. System regałowy powinien być wystarczająco wytrzymały, aby wytrzymać ciężar paneli słonecznych, jak również różne warunki pogodowe, które mogą mieć wpływ na panele. Podczas gdy mocowania na dachu są tańsze i wykorzystują istniejącą strukturę dachu, systemy mocowania na ziemi są zwykle łatwiej dostępne i nie mają problemów bezpieczeństwa związanych z pracą na dachu.
Chociaż panele słoneczne są najważniejszą częścią instalacji PV, istnieje wiele różnych typów systemów regałów PV do wyboru. Obejmują one bezszynowe regały dachowe, regały balastowe z podłożem oraz regały na dachach płaskich. Niektóre systemy mają betonowe fundamenty zapewniające stabilność.
Badanie paneli fotowoltaicznych
Istnieje wiele sposobów badania paneli fotowoltaicznych. Metoda elektroluminescencji (EL) pokazuje rozkład prądów wewnątrz panelu, uwidaczniając wszelkie niejednorodności lub ewentualne uszkodzenia. EL jest również w stanie wykryć monokrystaliczne domeny i przejścia między sąsiednimi domenami w multikrystalicznych ogniwach słonecznych. Jego zastosowanie w produkcji energii słonecznej może pomóc zapewnić niezawodność i wydajność paneli PV.
Panele PV są testowane w laboratoriach, gdzie poddawane są różnym testom. Testy elektroluminescencji (EL) są wykorzystywane do identyfikacji niedoskonałości materiału, przeprowadza się również kontrolę wizualną paneli. Wiele paneli ma drobne niedoskonałości, ale nie mają one wpływu na moc wyjściową. Panele przechodzą szereg testów, aby upewnić się, że działają zgodnie z reklamą.
Testowanie paneli PV jest regulowane przez IEC 61730-2 Para. 10.5.3. Napięcie i prąd modułów PV powinny mieścić się w określonych granicach. W celu zbadania napięcia i prądu paneli fotowoltaicznych, moduły fotowoltaiczne należy owinąć folią miedzianą. Następnie pomiędzy dwiema elektrodami umieszcza się niewielką ilość miedzi, aby stworzyć dużą pojemność. Następnie panele powinny być przełączane równolegle do wyjścia generatora. Przebieg napięcia i prądu musi mieścić się w określonych tolerancjach w całym zakresie obciążenia.
Krzywa charakterystyki I-V pokazuje, że prąd generowany przez panel PV zmienia się w zależności od temperatury i natężenia światła. Jednak krzywa ta nie ma stałej wartości szczytowej, a wartość szczytowa mocy może zostać przekroczona, gdy panel jest poddany działaniu ekstremalnie niskich współczynników temperatury lub dużej intensywności promieniowania. Zdecydowana większość instalacji fotowoltaicznych pracuje jednak w granicach wartości szczytowych.
Diody obejściowe
Diody obejściowe mogą być stosowane jako sposób na uproszczenie konstrukcji paneli fotowoltaicznych. Zamiast stosować oddzielne panele krzemowe, diody bocznikujące mogą być połączone szeregowo w poprzek ogniw słonecznych. Pozwoli to na zmniejszenie ich ogólnej wagi, przy zachowaniu wytrzymałości mechanicznej.
Diody bocznikujące mają za zadanie umożliwić przepływ prądu przez ogniwo PV bez powodowania znacznego spadku napięcia. Diody bypass pomagają zminimalizować napięcie wyjściowe poprzez przekierowanie prądu z zacienionego ogniwa. Diody bypass nie są konieczne w przypadku paneli wysokiego napięcia.
Diody bocznikujące to świetny sposób na pokonanie częściowego zacienienia, które może być wyzwaniem dla domowych systemów fotowoltaicznych. Niestety, częściowe zacienienie i zanieczyszczenia mogą zmniejszyć wydajność ogniw słonecznych. Ponieważ konwencjonalne moduły krystaliczne mają architekturę szeregową, cienie mogą powodować niedopasowanie prądowe. Diody bocznikujące mogą poprawić tolerancję na zacienienie nawet o 38% poprzez zastosowanie kartonu lub siatki drucianej w obszarze zaciemnienia. Użycie więcej niż trzech diod zwiększy również maksymalną wydajność wyjściową modułu przy pewnym zacienieniu.
Diody bypass mogą zmniejszyć straty mocy nawet o 10%. Jest to znaczące, biorąc pod uwagę, że pojedyncza BPD może zaoszczędzić właścicielowi domu 10$/kWp rocznie. Nowe BPD mogą również sprawić, że moduły będą bardziej odporne na zacienienie, więc kosztują nieco więcej niż obecne moduły. Jednak czas zwrotu nakładów na nowe dodatki wyniósłby około jednego roku.
Prąd wyjściowy ogniwa fotowoltaicznego jest wprost proporcjonalny do ilości światła słonecznego zaabsorbowanego na jego powierzchni czołowej. Jeśli jednak ogniwo słoneczne jest wystawione na działanie silnego światła słonecznego, może wytwarzać wyższy prąd wyjściowy. Niemniej jednak, maksymalny prąd wyjściowy jest ograniczony do określonego napięcia. Ten limit napięcia jest zdefiniowany w arkuszu danych panelu.
Enkapsulant do paneli fotowoltaicznych
Podczas instalacji paneli fotowoltaicznych pierwszym krokiem jest przygotowanie konstrukcji dla modułów. Obejmuje to upewnienie się, że konstrukcja jest sztywna i wodoodporna. Zazwyczaj moduły fotowoltaiczne są montowane na ramie aluminiowej, która jest wykonana z wytłaczanych profili, które są zaprojektowane tak, aby były lekkie i sztywne. Następnie panele są montowane do ramy, która jest przykryta szklaną lub plastikową osłoną.
Panele są mocowane do konstrukcji za pomocą okablowania, co wymaga pewnego doświadczenia elektrycznego. Okablowanie polega zazwyczaj na przymocowaniu przewodów do ogniw słonecznych za pomocą lutownicy. Panele powinny być mocowane do podłoża pojedynczo, aby ułatwić serwisowanie w przypadku konieczności wymiany uszkodzonego ogniwa.
Przygotowując konstrukcję pod panele fotowoltaiczne, należy zaangażować inżyniera budownictwa. W niektórych projektach solarnych będzie uczestniczył inżynier projektant, a zrozumienie przepisów budowlanych obowiązujących w danej jurysdykcji jest niezbędne. Jeśli planujesz zainstalować panele fotowoltaiczne na nowej konstrukcji, proces ten może być prosty. Jeśli jednak jest to konstrukcja istniejąca, proces ten jest nieco bardziej zaangażowany. Konieczne będzie sprawdzenie oryginalnych planów konstrukcyjnych budynku.
Proces budowy paneli fotowoltaicznych polega na umieszczeniu na konstrukcji wielu cienkich dysków krzemowych, czyli ogniw słonecznych. Ogniwa te wykonane są z krystalicznego krzemu i mają właściwości półprzewodnikowe. Umieszcza się je w specjalny sposób, aby zminimalizować straty wynikające z odbicia. Dzieje się tak dzięki procesowi zwanemu złączem p-n.
Kluczowe jest również zapewnienie prawidłowej orientacji paneli. Idealna orientacja zakłada idealną prostopadłość między słońcem a konstrukcją. Jednak Uniwersytet w Calgary sugeruje, że lekki obrót paneli może zwiększyć ilość produkowanej przez nie energii elektrycznej w razie potrzeby.
