Wstęp

Baterie słoneczne

Baterie do zastosowań stacjonarnych charakteryzują się tym, że górna powierzchnia pokryta jest specjalnym, hartowanym szkłem. Szkło to ma zbliżone właściwości do szyby samochodowej. Są one obudowane profilowaną ramą ułatwiającą montaż do stelaża. Przeważnie typ ten jest montowany na dachu domu, którego spadzisty dach jest skierowany na południe lub na specjalnym wsporniku. W polskich warunkach optymalny kąt pochylenia baterii dla całorocznej instalacji wynosi ok. 65⁰ do horyzontu, a przy eksploatacji letniej 45-35⁰. Nie zaleca się montowania baterii poziomo, gdyż nie wykorzystuje się efektu myjącego deszczu.

Do zastosowania na jachcie lub pojeździe campingowym zaleca się baterie pokryte laminatem. Przeważnie ten typ umożliwia lekkie ich wyginanie w celu dopasowania do kształtu podłoża, jak też dopuszcza się wchodzenie na nie, pod warunkiem, że podłoże do którego są mocowane jest w stanie przenieść takie obciążenie. Ich montaż polega na przykręceniu lub przyklejeniu do podłoża. Baterie tego typu przeważnie są odporne na wodę morską. Niektóre firmy oferują możliwość wykonania ich "na wymiar " lub w specjalnym wykonaniu, jednak trzeba powiedzieć, że jest to znacznie droższe.

Typowa instalacja, w której stosuje się baterie słoneczne, składa się z:

• baterii słonecznej lub zestawu baterii - celem zwiększenia mocy można baterie łączyć szeregowo i/lub równolegle,
• akumulatora lub zestawu akumulatorów - magazynują one energię elektryczną dostarczaną przez baterie,
• osprzętu i odbiorników energii elektrycznej.

Ilość energii elektrycznej (W), którą można otrzymać z baterii słonecznej, zależy bezpośrednio od ilości energii dostarczonej jej przez słońce (W/m²). Zależy to od szerokości geograficznej, pory roku i ustawienia baterii w stosunku do słońca, no i oczywiście od pogody. Moc podawana przez producenta dotyczy sytuacji, gdy bateria jest oświetlona przez słońce energią 1000 W/m² przy temperaturze 25⁰ C. Praktycznie, bardziej interesująca jest ilość energii, którą można otrzymać z baterii w ciągu dnia, kilku dni, tygodnia itd. Obok na diagramie pokazano ilość energii otrzymywaną w ciągu dnia z modułu 50W/12V w przekroju rocznym. Są to wartości orientacyjne. W tabeli 1 podano przybliżoną ilość energii w Ah (12V) otrzymywaną w ciągu przeciętnego dnia w naszej strefie klimatycznej w zależności od kąta ich nachylenia w stosunku do horyzontu.

Tabela 1

Należy jednak pamiętać, że w okresie utrzymywania się bardzo słonecznej pogody wartości te mogą być większe nawet o 100%. Również należy zaznaczyć, że wszystkie oferowane przez naszą firmę baterie, niezależnie od producenta, wytwarzają energię elektryczną również w dni pochmurne, jednakże wówczas ilość produkowanej energii elektrycznej jest kilkukrotnie mniejsza, niż w warunkach określonych jako 1000 W/m².

Do zastosowania nadają się praktycznie wszystkie typy akumulatorów, chociaż są też produkowane specjalne akumulatory przeznaczone do pracy z bateriami słonecznymi. Ich główną zaletą jest długa żywotność i bezobsługowość. Rola baterii słonecznej sprowadza się do uzupełniania pobranej z akumulatora przez odbiorniki energii (Ah). Cykl uzupełniania pojemności może być kilkugodzinny, dzienny ale i np. tygodniowy. Należy tu zwrócić uwagę, że napięcie mocy maksymalnej dla większości baterii słonecznych wynosi ok. 17V (powyższa tabela), a końcowe napięcie ładowania kwasowych akumulatorów ołowiowych (np. samochodowych) wynosi ok. 14.5V. Oznacza to z jednej strony, że baterie słoneczne mają "zapas", ale z drugiej strony, że po osiągnięciu przez akumulator końcowego napięcia ładowania, bateria będzie nadal ładować akumulator powodując jego przeładowanie. Również należy pamiętać o odłączeniu odbiorników od akumulatora, gdy ten wykazuje stan rozładowania. Należy też zabezpieczyć akumulator diodą prostowniczą przed rozładowaniem w wyniku przepływu prądu z akumulatora do fotomodułu np. w nocy. Można te operacje zautomatyzować stosując regulatory ładowania. "Samochodowe" regulatory napięcia nie mają tu zastosowania.

Budując, projektując elektrownię wykorzystującą fotomoduły, należy pamiętać, że są to urządzenia bardzo trwałe (10-20 letnia gwarancja na moc) oraz praktycznie nie wymagające obsługi. Ponadto zawsze gdy okaże się to konieczne, po zmontowaniu zestawu możliwe jest powiększenie sumarycznej mocy. Należy jednak pamiętać, że przy łączeniu szeregowym, celem zwiększenia napięcia, należy łączyć tylko moduły o tej samej mocy.

Wiele urządzeń elektrycznych, które trzeba użyć w warunkach terenowych, pracuje przy napięciu zmiennym 220V. W celu zamiany prądu stałego o napięciu 12V lub 24V na zmienny 220V stosuje się przetwornice napięcia.. Tańsze przetwornice wytwarzają na wyjściu napięcie zmienne "quasi sinusoidalne" (trapezowe) o częstotliwości ok. 50 Hz, lepsze pełną sinusoidę. Należy tu zwrócić uwagę, że np. przetwornica o mocy 700 W, pracująca z pełną mocą, będzie pobierać z akumulatora prąd rzędu 70A. Oznacza to, że w ciągu 1 godziny pobierze 70Ah. Należy to uwzględnić przy doborze akumulatora. W tym przypadku należałoby zastosować dobrej jakości akumulator o pojemności około 200Ah. Podczas pracy z przetwornicą należy sprawdzać napięcie na akumulatorze, gdyż rozładowanie akumulatora może uniemożliwić uruchomienie silnika samochodu! Są też dostępne przetwornice w wersji odwracalnej, to znaczy że mogą pracować jako przetwornice 12/220, gdy brak napięcia w sieci 220V i jako prostownik do ładowania akumulatora w czasie gdy jest napięcie w sieci.

Generatory wiatrowe

Generatory wiatrowe mogą być stosowane niezależnie lub być uzupełnieniem innych systemów, w tym wykorzystujących energię słoneczną w sposób bardziej bezpośredni, jak fotomoduły (baterie słoneczne). Na przykład, mogą uzupełniać energię elektryczną dostarczaną przez fotoogniwa w okresie jesieni czy zimy, gdy nasłonecznienie jest mniejsze. Mają one tę zaletę, że wytwarzają energię elektryczną w dzień i w nocy. Jedyna rzecz potrzebna do ich działania to wiatr. Dlatego przy wyborze miejsca na zainstalowanie takiego generatora, należy zebrać informacje dotyczące okresów występowania dni wietrznych oraz siły i kierunku wiatru. Należy pamiętać, że bez względu na producenta, efektywne działanie tych generatorów występuje przy prędkości wiatru 8-10 m/s, (ca. 25-35 km/godz). Energia wiatru zależy od trzeciej potęgi prędkości wiatru.

Małe generatory wiatrowe w zdecydowanej liczbie zastosowań, podobnie jak fotomoduły, instaluje się w systemach buforowych. Polega to na tym, że prąd wytwarzany w warunkach optymalnych dla generatora (dobry wiatr) jest magazynowany w akumulatorze, natomiast wykorzystanie tej energii odbywa się w dowolnym czasie poprzez rozładowywanie akumulatora. Akumulator musi mieć taką pojemność, aby móc zmagazynować ilość energii (Ah), która umożliwiałaby funkcjonowanie urządzeń elektrycznych przez okres w którym nie następuje ładowanie akumulatora, co w przypadku wiatru dla niektórych regionów może być trudne do oszacowania.

Przy planowaniu lokalizacji generatora wiatrowego należy też wziąć pod uwagę względy bezpieczeństwa. Łopaty wiatraka poruszają się ze znaczną prędkością, co może być powodem niebezpiecznych wypadków. Ponadto, generatory te obracają się, ustawiając się do wiatru, a niektóre typy odchylają się gdy wieją bardzo silne wiatry. Dlatego należy określić rejon działania takiego generatora a następnie dobrze go zabezpieczyć przed wtargnięciem tam osób lub zwierząt.

Firma nasza jest czynna od poniedziałku do piątku od godziny 9.00 do 17.00.

Życzę wielu słonecznych dni i oczekuję ewentualnych dalszych pytań pod adresem info@gtb-solaris.pl