Sončne celice so vir brezplačne elektrike


sončne celice

Sončne celice so že nekaj časa zanimiv način samooskrbe z brezplačno sončno energijo, neglede na to, kje je lokacija stavbe, saj ni pomembno, ali je priključena v javno omrežje ali ne. Sončne celice niso samo na stavbah in gospodarskih in industrijskih objektih, ampak lahko z elektriko napajajo tudi marsikaj drugega, kar uporablja električni motor, kot so kolesa, ure, mobilni telefoni, avtomobili, ulična in dvoriščna razsvetljava, vrtovi, toplotne črpalke, nasadi in različni avtomati. S sončnimi celicami se tako prihrani elektrika in hkrati se ohranja narava nedotaknjena in čista, vsaj tako trdijo prodajalci sončnih elektrarn.

Sončna energija je v zadnjih desetletjih postala precej pomemben vir električne energije, saj je brezplačna in se je ne da izčrpati, kajti naravni procesi potekajo konstantno. Sončne celice so tiste, ki pridobivajo elektriko iz sonca. Sistemi, ki pretvarjajo sončno svetlobo v električno energijo, so fotovoltaični sistemi in se označujejo s kratico PV. V Evropi jih je nameščenih že preko 4 milijone ton.

Kako delujejo sončne celice?

Sončne celice so sposobne sočno svetlobo pretvoriti v električno energijo in delujejo v vsakem vremenu, tudi pozimi ali ko je oblačno. Razlika je v količini pridobljene električne energije. To pomeni, da jo morda pozimi, ko ni toliko sončne svetlobe, lahko primanjkuje, poleti pa jo je preveč. Ta problem se rešuje na dva načina, eden je z zbiralniki električne energije, to so akumulatorji, ki pa še niso dobro dodelani, se kvarijo in niso dovolj učinkoviti ter se sčasoma izrabijo ter predstavljajo lahko nevaren odpad. Sicer gre tehnologija precej naprej in se obetajo nove baterije Tesla, ki jih izumlja Elon Musk, ki je zgradil eno največjih energijskih samooskrbnih naselij na svetu v Avstraliji. Trenutno je projekt še v razvojni fazi.

Drug način je priklop sončne elektrarne v javno električno omrežje. Takrat, ko je elektrike preveč, se elektrika oddaja v omrežje, ko jo primanjkuje, pa se jo pridobi nazaj iz omrežja. Običajno se to dvoje izravna, to pa se lepo vidi pri poračunih porabe in oddaje elektrike v 220V javno omrežje.

Sončne celice izdelujejo s pomočjo različnih sodobnih tehnologij. Najbolj so razširjene monokristalne in polikristalne celice, ki so učinkovite med 20 in 25 %, obstajajo pa tudi amorfne, ki so vedno bolj v uporabi, saj so cenejše. Njihov problem pa je, da imajo v primerjavi z drugimi sončnimi celicami precej nizek izkoristek električne energije, okoli 6 do 15 %.

Sončna svetloba vsebuje vidno svetlobo, ultravijolično svetlobo in infra rdečo svetlobo, ki jo je skoraj polovico. Vse tri pa sestavljajo osnovo za delovanje sončne celice. Moč vseh treh svetlob pobiramo s pomočjo fotovoltaike. Sončna celica je naprava, ki je polprevodniška dioda, ki ima veliko površino in s fotovoltaičnim procesom pretvarja direktno ter indirektno sončno svetlobo v elektriko.

Sončna celica je sestavljena in več plasti. Vrhnja plast je steklo, pod njo je antirefleksna plast,  kateri pa sledi dobro prevodna kontaktna mreža za lovljenje elektronov, nato sledita P in N sloj, ki sta polprevodnika in sta sestavljena iz silicija z različnimi primesmi. Zadnji sloj je kovinski, ki je hkrati prevodnik in zaščita celice.

Kaj so solarni moduli in sistemi?

Če imamo eno sončno celico, je to premalo, saj ima samo 0,5V električne napetosti, zato je potrebno sončne celice povezati med seboj. Več, kot jih povežemo, več napetosti bomo pridobili za 12V, 24V ali več enosmernega toka, odvisno je od porabe in kaj se bo priklopilo na solarni sistem. Tako nastanejo solarni moduli, ki med seboj povezujejo 36 ali 72 ali sončnih celic. Med seboj povežemo toliko solarnih modulov, kolikor želimo doseči napetosti v sistemu. Solarni moduli so zaščiteni pred vremenskimi vplivi in vplivi škodljivih žarkov, umeščeni pa so v aluminijaste okvirje, da so bolj trdni.

Sončne celice se povežejo vzporedno in zaporedno, s tem se doseže povečanje napetosti in moč do 32V nominalne električne napetosti. Solarni sistem je dejansko vse, kar potrebujemo za delovanje nečesa, kar potrebuje elektriko, običajno gre za stavbe v katerih so električne naprave. Solarni sistem sestavljajo še dodatki, kot so razni kabli, razsmernik, ki pretvarja 12V, 24V ali 32V električno napetost v 220V, zbiralniki elektrike, varovalke. Solarni sistem se lahko poveže z javno elektriko. Takšne sončne elektrarne so subvencionirane tudi s strani države, saj oddajajo odvečno elektriko v omrežje.

Solarni sistem je lahko samostojen, to pomeni, da bo elektriko, ki jo proizvajajo sončne celice shranjeval v solarnih akumulatorje iz katerih se elektrika črpa takrat, ko je sončne celice ne proizvajajo dovolj. Tak sistem je zanimiv za področje, kjer ni javnega 220V omrežja, ne splača pa  se, če je javno omrežje dosegljivo, ker je bistveno dražji.

Prednosti in slabosti sončnih celic

Solarni sistemi imajo prednost tam, kjer ni javnega 220V sistema. Investicija v solarni sistem je kar velika, čeprav vedno bolj dostopna. V primeru, da je v bližini možen priklop na javen sistem, pa je smiseln sončni solarni sistem, ki ga subvencionira država, saj se tako investicija hitro povrne.

Slabost samostojnih solarnih sistemov tam, kjer je javni električni sistem obstaja je predraga namestitev v primerjavi z javnim sistem in se investicija ne povrne dolgo časa, če ni priklopljen na javni sistem.

Sončne celice imajo prednost, da lahko napajajo na primer samostojne naprave, kot so razni parkirni in drugi avtomati, svetilke, električna kolesa in se to na dolgi rok resnično splača, saj je tako pridobljena elektrika brezplačna.

Sončne celice niso preveč močne in jih je potrebno kar nekaj povezati med seboj, da dosežemo želeno napetost in jakost v omrežju, da bi priklopili določene aparate, ki so večji porabniki, kot je na primer hladilnik. Zato jih je potrebno nabaviti kar nekaj, kar cenovno ni ugodno.

Kakor so sončne celice res odlična naprava za pretvarjanje sončne svetlobe v električno energijo in s tem ohranjajo naravo, ker je ta energija brezmejna, je njihova velika slabost v tem, da se sčasoma lahko izrabijo zaradi njihove sestave, prenehajo delovati in jih je potrebno zamenjati. Enako je z akumulatorjem. To povzroči strošek in pa problem odlaganja celic na smetišče, kar onesnaži naravo. Življenjska doba sončne celice naj bi bila nekje 30 let. Za varovanje okolja je slabo poskrbljeno, nekaj se reciklira, večina ne. Treba je izbrati take proizvajalce, ki garantirajo, da reciklirajo celice vsaj v 90 procentih. Sončne celice so namreč sestavljene iz izjemno strupenih snovi, ki naravo močno onesnažijo, če se jih odloži na smetišče, kar je največkrat, saj za obvoz in varno recikliranje celic praviloma ni poskrbljeno.

Zadnji prispevki