Sončna elektrarna je sistem elementov, s katerimi se sončna energija pretvori v električno. Ker sonce sije zastonj, lahko z izgradnjo sončne elektrarne veliko prihranimo na stroških. Začetna investicija je resda visoka, vendar se vam lahko povrne že prej kot v desetih letih. V nadaljevanju pa si poglejmo kako deluje sončna elektrarna.
Za najbolj optimalen izkoristek sončne energije, je pomembno, da pri izgradnji sočne elektrarne uporabimo kvalitetne module. Največji izkoristek imajo tako imenovani sledilni moduli, ki zaradi načina vgradnje lahko sledijo soncu. Sicer pa najboljše izkoristke dosegajo monokristalne silicijeve celice, najpogosteje pa se potrošniki odločijo za polikristalne sončne celice. Slednje imajo manjši izkoristek, vendar so ti moduli najcenejši. Poleg vrste modulov, pa na to kako deluje sončna elektrarna, vpliva tudi moč sončne energije. Ta pa je odvisna od lokacije, letnega časa in vremenskih pogojev. Če je površina obsijana s soncem v pravokotnem položaju, lahko v najboljših pogojih od sonca dobimo 1 kW energije na kvadratni meter. To velja, ko sije opoldansko sonce, ki je najmočnejše, tekom dneva pa se ta jakost zmanjša. Fotonapetostni moduli, energijo iz sonca direktno pretvarjajo v električno energijo, zato lahko rečemo, da so moduli najbolj pomemben del sončne elektrarne. Moduli na izhodu dajo enosmerno napetost, tako da moramo, če želimo proizvedeno električno energijo prenesti v električno omrežje, pretvoriti na omrežno napetost, in frekvenco, ter ga uskladiti z omrežjem. Bolj preprosto povedano, so moduli med seboj povezani v serije modulov, ki jih s polarnim kablom povežemo na razsmernik. Razsmernik je torej naprava, ki pretvarja enosmerno napetost v izmenično napetost s pomočjo elektronskih stikal. Preko zaščitnih elementov, je razsmernik vezan na števec električne energije. Števec meri energijo, ki jo proizvede fotonapetostni sistem. Sončna elektrarna mora biti varna pred neugodnimi vremenskimi vplivi, zato je opremeljena s konstrukcijo iz aluminija in strelovodom.
Kaj moramo vedeti o fotonapetostnih modulih?
Fotonapetostni modul je osnovni element, od katerega je odvisno, kako deluje sončna elektrarna. Če modul ni kvaliteten, izkoristek sonca ne more biti optimalen. Z najvišjimi izkoristki se lahko pohvalijo monokristalni fotonapetostni moduli, medtem pa imajo moduli, ki so iz polikristalnih celic, malo nižji izkoristek. Novost na tržišču so transparentni fotonapetostni moduli, ki imajo za potrošnika veliko prednosti. Glavna je zagotovo ta, da se lahko uporabnik odloči za različno število sončnih celic na eno površinsko enoto. Tako lahko, kjer želimo več osončenosti, uporabimo manj celic, in obratno. Na objektih, kjer je fasada pretežno iz stekla, lahko ta sistem prepreči pregrevanje objekta v poletnih mesecih. Tako se lahko, poleg tega, da se pridobiva električna energija, tudi zmanjša potreba po energiji za hlajenje. Pri tej izvedbi modula, so sončne celice vstavljene med dve plasti stekla, tako so lahko idealna izbira tudi za objekte s stekleno fasado.
Vrste sončnih elektrarn
Zdaj, ko smo spoznali, kako deluje sončna elektrarna, poglejmo še kakšne vrste sončnih elektrarn poznamo. Najpogostejša je sončna elektrarna na strehi, kjer gre za klasično postavitev fotonapetostnih modulov na strehi. Taka postavitev je zelo enostavna, hkrati pa modul tudi zaščiti strešno kritino pred UV sevanjem. Poleg najosnovnejše sončne elektrarne pa pozname še tri:
- Prostostoječa sončna elektrarna: je primerna za zemljišča, ki so neizkoriščena. Njena prednost je neodvisnost od nagiba in orientacije strešne kritine. Ker je tudi segrevanje modulov v vročih mesecih manjše, lahko še dodatno povečamo izkoristek elektrarne.
- Integrirana sončna elektrarna: taka izvedba sončne elektrane povsem pokrije strešno kritino. Moduli so kos vsem vremenskim razmeram, hkrati pa imajo dolgo življensko dobo. Največkrat se za ta sistem odločajo uporabniki pri novogradnji, saj se s tem izognejo strošku strešne kritine in podkonstrukcije, hkrati pa je subvencija, ki jo lahko uveljavljajo višja.
- Otočni sistemi: ker ta sistem ni priključen v omrežje, je še posebej primeren za počitniške hiše, planinske koče, kamp prikolice, vikende. Otočni sistem je idealen za vse objekte, kjer ni možnosti dostopa do omrežja z električno energijo.
Kaj je fotovoltaika?
To je veda, ki preučuje pretvorbo sončne energije v električno energijo. Lahko rečemo, da se fotovoltaika ukvarja s tem, kako deluje sončna elektrarna. Čeprav je bila prva sončna celica izdelana šele 1954, pa začetki fotovoltaike segajo že v leto 1839. Prva sončna celica je imela 6 % izkoristek, zaradi drage proizvodnje pa je bila njena uporaba namenjena le vesoljski tehniki. Prva komercialna fotovoltaična elektrarna pa je bila zgrajena dvajset let kasneje. Danes je fotovoltaika tretja najpomembnejša panoga o izrabi obnovljivih virov energije. Nazivna moč vseh fotovoltaičnih sistemov je do leta 2011 znašala 67, 4 GW, kar bi zadostovalo za oskrbo celotne Slovenije z električno energijo za kar šest let.
Kakšno sončno elektrarno potrebuje povprečno gospodinjstvo?
Kakšno domačo elektrarno potrebuje vaše gospodinjstvo, je odvisno od tega, kolikšna je letna poraba električne energije, pri čemer pa je treba upoštevati tudi, potencialno povečanje porabe energije v prihodnosti. Če predvidevamo, da povprečno gospodinjstvo na leto porabi okoli 4000 kWh električne energije in vemo, da sončna elektrarna z nazivno močjo 1kW proizvede 1000 kWh električne energije na leto, lahko rečemo, da bi tako gospodinjstvo potrebovalo elektrarno moči 3 kW. To pa pomeni okoli 20 kvadratnih metrov fotonapetostnih modulov.