Pretvorba svetlobe v električno energijo

Sončne celice, razsmerniki, omrežni in samostojni fotonapetostni sistemi, prave sončne elektrarne –  to so temeljni žarki celovitega sončnega sistema, ki ga s svojimi spoznanji ustvarja in usmerja fotovoltaika.

Fotovoltaika: spoj znanosti in gospodarstva

S pretvorbo energije svetlobe (fotonov) v električno energijo se ukvarja znanstvena veda fotovoltaika. S svojimi spoznanji je vplivala na razvoj mlade gospodarske panoge, ki ji strokovnjaki napovedujejo izjemen razcvet v naslednjih desetletjih. Ta panoga, ki je neločljivo povezana z energetiko, naj bi s svojimi rešitvami še prej kot leta 2020 predstavljala resno alternativo vsem doslej znanim energetskim virom na skoraj vseh evropskih trgih. Razvoj spodbuja dejstvo, da gre za eno od ekološko najbolj neoporečnih tehnologij.

Več o predvideni rasti trga

Fotonapetostni sistemi: samostojni in omrežni

Pretvarjanje energije sončnega obsevanja neposredno v električno energijo omogočajo fotonapetostni sistemi, ki temeljijo na delovanju sončnih celic. Samostojni sistemi omogočajo samooskrbo s potrebno električno energijo na območjih, kjer ni možnosti dostopa do elektrodistribucijskega omrežja. Omrežni sistemi so neposredno priključeni na javno elektrodistribucijsko omrežje, v katerega oddajajo proizvedeno energijo.

Sestavni deli sistemov: celice in razsmerniki

Osnova fotonapetostnih sistemov so sončne celice, povezane v sončnem modulu. Te s pomočjo fotoefekta proizvajajo enosmerno napetost in tok. Celice so izdelane iz amorfnega polikristalnega ali monokristalnega silicija. Orientiranost silicijevih kristalov ima močan vpliv na izkoristek celice. Bolj kot so kristali pravilno orientirani, višji je izkoristek celice. Moč sončnih celic se izraža z enoto Wp, ki označuje maksimalno moč celice.

Ponudba fotonapetostnih modulov

Pomemben sestavni del omrežnih sistemov so razsmerniki - naprave, ki pretvarjajo enosmerno napetost, ki jo proizvede sončna celica, v izmenično napetost. Pretvorbe izvajajo s pomočjo elektronskih stikal (MOSFET, IGBT), ki izmenično preklapljajo med pozitivnim in negativnim polom ter tako proizvedejo izmenično napetost.

Ponudba razsmernikov

Fotonapetostna tehnologija  je v zadnjih dveh desetletjih močno napredovala. Energetski izkoristki se višajo, moderni razsmerniki s pulzno širinsko modulacijo ob visoki frekvenci pa ustvarjajo sinusno obliko izhodne napetosti.

Sončne elektrarne: vključenost v omrežje

Sončni moduli so vse pogosteje vključeni v sestavne dele in opremo zgradb: integrirani so v steklo, strešne kritine, v senčila, fasadne obloge. Parcialne solarne rešitve so primarno namenjene segrevanju sanitarne vode, sekundarno pa pridobivanju električne energije.

Celovita sistemska rešitev pa so sončne elektrarne, ki temeljijo na povezanem delovanju več modulov in drugih komponent.  

Ker pri teh elektrarnah glavnina pridobljene energije ni porabljena v času, ko je pridobljena, se presežki oddajajo v javno elektrodistribucijsko omrežje. Zagotovljen odkup tako oddane energije je pomembna spodbuda države za povečevanje deleža obnovljivih virov v energetski bilanci države. V sistem odkupa je že vključeno tudi Gorenje Solar, ki trži solarne elektrarne na ključ in fotonapetostne module večjih moči; od 200 Wp do 240 Wp.

Strokovno razlago delovanja sončnih elektrarn lahko najdete na spletnih straneh Laboratorija za fotovoltaiko in optoelektroniko.