Pod besedo fotonapetostni sistem razumemo neposredno proizvodnjo električne energije iz sončne svetlobe, ki pade neposredno na sončne celice. Še vedno je relativno visoka cena za proizvodnjo električne energije vzrok za zelo visoke proizvodne stroške sončnih celic, pri relativno majhnih količinah.
V naslednjih nekaj letih bo zaradi zakona doseženo dolgo pričakovano povečanje povpraševanja in s tem, posledično povečana tudi proizvodnja sončnih celic. Proizvajalci solarnih naprav računajo, da se bo s povečano proizvodnjo, znižala tudi cena kompletnih fotonapetostnih sistemov. V srednjeročnem obdobju bi se lahko z ustreznimi finančnimi spodbudami olajšal preboj vgradnje za fotonapetostne sisteme.
Gospodarske razmere
Gospodarna uporaba fotonapetostnega sistema za proizvodnjo električne energije zahteva, po možnosti, dolga obdobja sončnega sevanja kakor tudi, da je brez osenčenja in po možnosti lega neposredno proti južni strani. V nasprotju z zelo sončno obsevanimi legami je ekonomsko uspešna uporaba v nekaterih krajih, ki so daleč od strnjenega naselja. In tudi, če so ti kraji s soncem slabše obsijanimi, je naložba v sistem fotonapetostne naprave za proizvodnjo električne energije bolj racionalen, kot vgradnja velikih dolžin električnega kabla.
Za takšno gradnjo so zanimive predvsem oddaljene kmetije ali planinske koče, do katerih bi bil dovod instalacij nesorazmerno dražji od naprav. Podporni programi, kot so bili tisti iz preteklosti, 100 tisoč streh za proizvodnjo električne energije pridobljeno s sončno svetlobo ali že od 1. 4.2000 dalje uveljavljeni zakon v nekaterih državah Evrope o obnovljivih virih energije s solarnimi sistemi, ki velja že od 1. 1. 2004,
Fotovoltaika (FV) ima veliko prihodnost, navkljub dejstvu, da je v tem času še vedno eden od najdražjih načinov za proizvodnjo električne energije iz Sonca. Uporabiti jo je načeloma mogoče kjerkoli na Zemlji in spada med najugodnejše naravne načine sončne energije z dolgo intenzivno sončnim sevanjem. Za arhitekte je uporaba fotonapetostnih sistemov za proizvodnjo električne energije s sončno svetlobo toliko pomembna v fazi planiranja izvdbe zgradbe. Da je le-ta posebej narejena in oblikovana. Zato je ta tehnologija tukaj bolj natančno obrazložena.
Proizvodnja solarnih modulov, se je iz leta 1999 do 2005 povečala za več kot desetkrat, pri čemer potencial še zdaleč ni izčrpan. Stroški za pridobivanje elektrike iz sončne energije pa se bodo znižali tudi do 70 %. Stroški za proizvodnjo elektrike iz fotonapetostnih sistemov so skladni z obnovljivimi viri energije in so prikazani v preglednici št. 1.
Za uporabo sončne svetlobe za proizvodnjo električne energije je poleg moči sevanja, pomembno predvsem letno število ur trajanja sončnega sevanja. Za lažje določanje primernih krajev z ugodnim sončnim sevanjem imajo nekatere države izdelane posebne karte, ki prikazujejo grobo povprečno razdelitev sončnega sevanja. V posameznih primerih je pomemben tudi podatek za konkreten podnebni položaj. S podrobnejšimi podatki za posamezne predele se dobijo na posameznih krajevnih vremenskih službah. Za primerjavo služijo zemljevidi s podanimi povprečnimi podatki za dnevno vsoto globalnega sevanja sonca v kWh/m2. Na sliki št. 1 je prikazan primer v omrežje priključene foto napetostno naprave za enodružinsko hišo.
V omrežje priključen foto napetostni sistem
V nasprotju s tukaj prikazanimi napravami in rezultati, po danes veljavnih predpisih je dana prednost obnovljivim virom energije. Dovajanje električne energije v skupno električno omrežje, kjer jo shranimo in po opravljenem obračunu lahko dobimo povrnjen strošek, če je bil proizveden višek električne energije po dogovorjeni ceni ali pa tudi obratno. Za osebno uporabo se električna energija izračuna po običajni ceni dobavitelja električne energije. V preglednici št. 1 so podatki za prikazani primer. V preglednici št. 1 so podatki za prikazani primer.
Preglednica št. 1: Podatki za prikazani primer
| Komponente | Način / tip / oznaka / proizvod / Velikost |
|---|---|
| Solarni model Moč Dimenzija | Monokristalni / MQ 36 D /proizvod AEG-TST 53 WP v modulu 1) 45,9 x 97,7 cm / odmik od strehe 10 cm |
| Število modulov Skupna moč | 48 kosov, razdeljeno na 8 vrst s po 6 kosi 48 x 53 WP = 2544 WP = 2,544 kWP |
| PV - odcep | 2 x PV A 2100 / proizvod TST |
| PV – razdelilnik z razsmernikom | 2 x PV-V 2100 /proizvod SMA / moči 1,8 kW MSV (Master-Slave-Betrieb) izkoristek > 90 % |
| Instalacija | PV-modulna instalacija HO7RN-F 1 x 2,5 mm2 PV- glavna instalacija za istosmerni tok NYM 2 x 10 mm2 |
Opis in predstavitev naprav
V nasprotju s tako imenovanimi napravami na posameznih ploščadih, pri katerih se pridobljena energija shranjuje, se pri solarni energiji proizvodena elektrika shranjuje in jo kot višek distribuiramo v javno električno omrežje. Tako pri fotonapetostnih sistemih za proizvodnjo električne energije služi javno električno omrežje kot velik hranilnik energije. Fotonapetostni sistemi proizvajajo istosmerni tok, ki ga s pomočjo razsmernika spremenijo v 230-V izmenični tok (na primer 400-V trifazni tok) s 50 Hz, ki ga sočasno pošilja v omrežje.
Po do zdaj opravljenih meritvah in oblikah fotonapetostnih sistemov dobimo podatek, kako bodo takšne naprave videti v prihodnosti. Videz takšnih naprav bo zagotovo popolnoma drugačen. Te meritve in študije so bile opravljene po predhodnih smernicah "1000 streh-s fotonapetostnim sistemom za spodbujanje in preizkušanje majhnih solarnih naprav", ki so bili instalirani in izpostavljeni številnim meritvam. V preglednici št. 1 so podatki za prikazani primer.
Prikazana preglednica št. 2, prikazuje izmerjene podatke naprave z močjo 2,86 kWP, ki prikazuje mesečno bilanco za leto 1997.
Preglednica št. 2: Izmerjene vrednosti fotonapetostne naprave z močjo 2,86 kWP v letu 1997 (v kWh)
| meseci v letu 1997 | Solarna elektrika | Poraba | Bilanca | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Solarna Proizv. | Direktna uporaba | Shranjena | Prejemanje z omrežja | Poraba skupna | + dobiček - izguba | Solarno pokrivanje | |
| Stolpec | 1 | 2 | 3 (1-2) | 4 | 5 (2+4) | 7 (3-4) | 6 (1/5 • 100) |
| Januar | 20,7 | 11,6 | 9,1 | 174,7 | 186,3 | - 165,6 | 11,11 % |
| Februar | 130,1 | 43,5 | 86,6 | 147,1 | 190,6 | - 60,5 | 68,26 % |
| Marec | 149,5 | 51,1 | 98,4 | 150,1 | 201,2 | - 51,7 | 74,30 % |
| April | 251,8 | 62,4 | 189,4 | 123,3 | 185,7 | + 66,1 | 135,60 % |
| Maj | 310,9 | 56,4 | 254,5 | 76,2 | 132,6 | + 178,3 | 234,46 % |
| Junij | 264,2 | 57,9 | 206,3 | 93,5 | 151,4 | + 112,8 | 174,50 % |
| Julij | 237,7 | 68,2 | 169,5 | 113,6 | 181,8 | + 55,9 | 130,75 % |
| Avgust | 275,2 | 54,9 | 220,3 | 87,4 | 142,3 | + 132,9 | 193,39 % |
| September | 295,1 | 48,7 | 246,4 | 68,5 | 117,2 | + 177,9 | 251,79 % |
| Oktober | 177,9 | 41,1 | 136,8 | 109,3 | 150,4 | + 27,5 | 118,28 % |
| November | 81,9 | 22,2 | 59,7 | 143,0 | 165,2 | - 83,3 | 49,58 % |
| December | 47,1 | 17,0 | 30,1 | 184,9 | 201,9 | - 154,8 | 23,33 % |
| Vsota | 2242,1 | 535,0 | 1707,1 | 1471,6 | 2006,6 | + 235,5 | 111,74 % |
| Dnevno povp. | 6,14 | 1,47 | 4,68 | 4,03 | 5,50 | + 0,65 | 1,12 % |
| % porabe | 111,74 | 26,66 | 85,07 | 73,34 | 100,00 | - | - |
| % proizvodnje | 100,00 | 23,86 | 76,14 | 65,63 | 89,50 | - | - |
