Informatii generale despre Panouri fotovoltaice - panouri solare

Panourile solare se pot utiliza in cadrul sistemelor fotovoltaice cu baterii (sisteme zolate, OFFGRID) sau sisteme fotovoltaice legate la retea (ONGRID).

Panourile solare sau panourile fotovoltaice reprezinta generatorul de energie in cadrul unui sistem fotovoltaic.
Panourile solare au rolul de conversie a energiei fotonilor în energie electrica realizata cu ajutorul a mai multor celule fotovoltaice.
Un panou fotovoltaic este compus din mai multe celule fotovoltaice conectate electric şi laminate intre folii de acetat de vinil cu transparenta înalta acoperite cu sticla cu conţinut redus de fier si rezistent la intemperii.
Panoul fotovoltaic mai este cunoscut şi sub denumirea de modul fotovoltaic sau panou solar fotovoltaic.

Panourile fotovoltaice sunt de tip monocristalin, policristalin si amorf si se pot monta in functie de caracteristicile proiectului pe acoperis, terase sau direct pe sol. Pentru fiecare din aceste cazuri sistemele de fixare sunt diferite. In ultima perioada s-au dezvoltat sisteme de montaj integrat in acoperis, panourile fotovoltaice fiind produse cu sisteme de hidroizolatie inclus (sistem SUNRIF), transparente sau hibride (in combinatie cu panourile termice).
Randamentul panourilor fotovoltaice a crescut in ultima vreme, ajungand la 20% iar durata de viata este peste 25 ani si e determinata în cea mai mare măsura de provenienta si calitatea celulelor fotovoltaice, tehnologia de lipire a acestora, transparenta foliilor de acetat etilic de vinil în care sunt montate, tehnologia de vidare şi transparenta sticlei. Performantele iniţiale ale panourilor fotovoltaice se reduc în timp ca urmare a îmbatranirii materialelor din care sunt fabricate, calitatea foliilor şi a sticlei fiind esenţiale pentru evoluţia în timp a puterii de ieşire.

Panouri fotovoltaice Monocristaline

Panourile fotovoltaice monocristaline reprezinta cea mai buna opţiune dacă spaţiul disponibil pentru montaj este limitat, capacitatea instalata fiind mai mare cu 3-4 % decât în cazul utilizării panourilor fotovoltaice policristaline şi cu 10% mai mare decât în cazul utilizării panourilor fotovoltaice amorfe.

Panouri fotovoltaice Policristaline

Panourile fotovoltaice policristaline sunt cele mai utilizate ca urmare a preţului mai scăzut şi a performantelor similare panourilor fotovoltaice monocristaline desi randamentul lor este usor mai scazut decat cel al panourilor fotovoltaice monocristaline
Panourile fotovoltaice policristaline sunt realizate într-o diversitate mare de puteri de ieşire. Celulele din siliciu policristalin sunt alcătuite din atomi de siliciu care nu sunt orientaţi uniform şi formează mai multe cristale spre deosebire de cele din siliciu monocristalin unde siliciul cristalizează uniform într-o structura cristalina unica. Ca urmare a acestui fapt celulele de siliciu policristalin au suprafaţa şi culoarea neuniforme.
Tehnologia de fabricaţie a panourile fotovoltaice policristaline a fost îmbunătăţita continuu astfel incit eficienta acestora este astăzi aproximativ egala cu cea a panourilor fotovoltaice monocristaline standard. Garanţia pentru o putere de ieşire mai mare de 80% din valoarea puterii iniţiale este minimum 25 de ani.
Daca nu aveţi limitări de spaţiu, panourile fotovoltaice policristaline sunt cea mai buna soluţie pentru toate tipurile de aplicaţii: putere mica, medie şi mare,oferă performante aproximativ egale cu ale panourilor monocristaline, au un cost mai scăzut şi cea mai mare arie de răspândire.

Panouri fotovoltaice amorfe

Panourile fotovoltaice amorfe sunt de generaţie noua si mai putin folosite decat cele cu celule din siliciu cristalin. Procesul de producţie al celulelor presupune depunerea unor straturi succesive de material semiconductor avand grosimea de ordinul nanometrilor ce reduce astfel cantitatea de material necesar la fabricare şi implicit costul celulelor cu aproximativ 30%.
Insa randamentul panourilor fotovoltaice amorfe este deocamdată mai scăzut decât al celor cu celule din siliciu cristalin, variind intre circa 7% pentru panourile cu siliciu amorf şi 13% pentru panourile cu celule CIS/CIGS.

Orice panou fotovoltaic ai alege importanta este traditia si reputatia producatorului,garantia oferita, tehnologia de fabricatie si control.

Exemplu Panouri fotovoltaice 360W

Curent maxim (Imp): 9.35 A
Curentul de scurt circuit (Isc): 9.87 A
Dimensiuni (W x H x D): 990 x 1968 x 40 mm
Eficienta %: 18.47
Greutate: 22.3 kg
Putere maxima (Pmax): 360 W
PV open circuit voltage (VOC): 47.69 V
Tensiune maxima (Vmp): 38.51 V
Tip panou fotovoltaic: monocristalin

Calcul panouri fotovoltaice

Un astfel de calcul se face cand dorim sa aflam ce necesar de echipament avem nevoie pentru a produce energie electrica exact pentru nevoile noastre specifice. Echipamentul pentru un calcul panouri fotovoltaice cuprinde: panourile fotovoltaice, invertorul, structura de montaj, regulatorul, bateriile solare, cabluri si conectica.
Calculul se face simplu pornind de la necesarul de energie consumat zilnic, deci nu de la suprafata casei sa numarul de persoane cum gresit se face deseori.

Exemplu ipotetic de calcul panouri fotovoltaice

Energia consumata lunar este de 300KWh, impartim la 30 de zile si aflam media zilnica consumata, in cazul nostru fiind de 10 KWh.
Acest necesar il vom imparti la un coeficient de 3,3 si aflam necesarul de panouri sau puterea instalata, adica 3KW in cazul nostru sau 3000W. Avand in vedere ca un panou are 250W (exemplu aleatoriu) vom putea afla de cate panouri avem nevoie, in acest calcul de panouri fotovoltaice fiind vorba despre 12 bucati panouri solare fotovoltaice.
Un aspect important in calculul panourilor fotovoltaice este puterea invertorului, echipament care transforma curentul continuu CC produs de panouri sau preluat din baterii in curent alternativ CA la 230V necesar consumul nostru, electrocasnice etc.
Calculul puterii invertorului, al necesarului de baterii solare si al unui sistem optim complet il vor putea face specialistii nostri gratuit in functie de particularitatile nevoilor dumneavoastra.

Cum calculezi consumul total de energie electrica

Daca vrei sa calculezi precis de cate panouri solare ai nevoie, este esential sa masori cantitatea de energie pe care un panou o ofera, si sa o compari cu necesarul tau de energie electrica. Avand in vedere ca o gospodarie normala consuma in medie 700 KWh intr-o luna, si avand in vedere faptul ca un panou de ~800 de lei genereaza cam 250W (intr-o ora), numarul de panouri solare necesare poate fi mare. Ai avea nevoie sa produci in medie 25KWh zilnic. Considerand in medie ca o zi are 12 ore in care soarele este pe cer, dar si tinand cont ca daca este innorat, puterea generata de panouri scade, am putea calcula ca in fiecare zi avem la dispozitie 6 ore pentru a genera tot necesarul de energie electrica. Deci 25KWh in 6 ore, inseamna un necesar de 4.16KW.
Daca luam in calcul folosirea unor panouri fotovoltaice de 300W, am avea nevoie de un total de 14 panouri.
14 panouri x 800 lei = 11.200 lei.
Trebuie sa avem insa in vedere si suprafata ocupata de acestea: exista suficient loc pe acoperis? Este suficient de solid acoperisul casei pentru a sustine greutatea celor 14 panouri? Ce alte costuri mai sunt, in afara de panouri? Cum stocam energia produsa ziua, pentru a o putea folosi si noaptea?
Un panou solar de 300W are de obicei o suprafata de 1640x992mm.
16 buc x Panou fotovoltaic Kingdom Solar KD-M310-60 monocristalin
sau
14 buc x Panou solar 330W Breckner (14000 lei pentru toate 14)
sau
10 buc x Panou solar 440W/30V Breckner (putin sub 11.500 pentru toate 10)
Pe langa panouri solare, mai ai nevoie de:
Un invertor solar
14 sisteme de prindere pentru panourile solare
Cablu solar
Tablou electric complet echipat AC/DC
Acumulatori
Un sistem complet, care ar fi suficient pentru o gospodarie, si foarte apropiat ca si caracteristici cu exemplul de mai sus, gasiti aici
Acesta este sistemul este complet, ce genereaza maxim 5KWh, costa sub 34.000 de lei. Contine 12 panouri de calitate (19Kg fiecare, daca vreti sa calculati rezistenta acoperisului), ce genereaza pana la 370W in conditii ideale de lumina, invertor de 5.5KW, sistemele de prindere, tabloul electric, cablu solar si 4 acumulatori de 190Ah.
La acest sistem se pot adauga panouri – invertorul este supradimensionat, ofera 5.5KW in sarcina continua sau 11KW putere de varf, pe cand configuratia de 12 panouri genereaza doar 4.4KW. Deci se pot adauga 3 panouri (au 370W fiecare) fara a se depasi puterea invertorului.

Cum se calculează producția anuală de energie solară a unui sistem fotovoltaic?

Te gandesti sa instalezi un sistem fotovoltaic ,dar vrei să ști cât de multă energie și la ce moment al anului un kit panouri fotovoltaice ar produce mai multă energie? Ai putea contacta furnizorii de kituri fotovoltaice pemtru a lua câteva oferte sa le compari. Dar, dacă doresti să devi un consumator educat,cu o idee mai buna despre potentialul solar al locatiei tale. înainte de a solicita oferte de la vânzătorii (sau pentru a verifica ce ți-au spus), aceste instrumente gratuite pot estima producția de energie și economiile din bugetul personal. Ele pot fi ușor de utilizat bazându-se pe ipoteze implicite, dar cu cat mai multe date personalizate introduse, rezultatele tale pot fi. mai exacte
Estimarea productiei de energie a unui kit fotovoltaic – formule de baza si calculator xls
Formula globala pentru estimarea energiei electrice generată de catre un sistem fotovoltaic este:
E = A * R * H * PR
E = Energie (kWh)
A = Aria totală a panourilor fotovoltaice (m²)
r = randamentul sau eficiența panoului fotovoltaic (%)
H = radiația solară medie anuală pe panouri înclinate (nuantarile nu sunt incluse)
PR = raportul de performanță, coeficient pentru pierderi (interval între 0,5 și 0,9, valoarea implicită = 0,75)

r este randamentul panoului solar dat de raportul: energie electrică (în kWp) a unui panou solar împărțit aria unui panou.Afla mai multe detalii
Exemplu: randamentul panoului fotovoltaic de 250 Wp, cu o suprafață de 1,6 mp este de 15,6%.
Fi conștient de faptul că acest raport nominal este dat pentru condiții de testare standard (STC): radiația = 1000 W / m², temperatura celulei = 25 ° C, viteza vântului = 1 m / s, AM = 1.5.
Unitatea de puterea nominală a panoului fotovoltaic în aceste condiții se numește ” vârf Watt ” (Wp sau kWp = 1000 Wp sau MWp = 1,000,000 Wp).
H este radiația anuala solară medie pe panouri înclinate. Între 200 kWh / m².y (Norvegia) și 2600 kWh / m².y (Arabia Saudită).In Romania valorile se regasesc in intervalul 1100-1600KWh/ m² Puteți găsi valoare globalăa radiații aici: date radiație solare NASA: https://eosweb.larc.nasa.gov/cgi-bin/sse/grid.cgi?email=skip@larc.nasa.gov
Trebuie să găsești nivelul de incidenta a iradierii anuale pe panourile tale cu înclinație(panta) si orientare(azimut) specifice pentru sistemul fotovoltaic propus

PR: (Raportul de performanță) este o valoare foarte importantă pentru evaluarea calității unei instalații fotovoltaice, deoarece oferă performanța instalației independent de orientare, înclinare a panoului. Acesta include toate pierderile.

Exemplu de pierderi detaliate, care dau valoarea PR (depind de pcatie, tehnologia și dimensionarea sistemului):
– Pierderi de tip invertor (4% până la 10%)
– pierderile de temperatură (5% până la 18%)
– pierderi cabluri de curent continuu (1 până la 3%)
– pierderi cabluri de curent alternativ (1 până la 3%)
– Nuanțări 0% la 80% !!! (Specifice pentru fiecare locatie)
– Pierderi la radiații slabe de 3% până la 7%
– Pierderi cauzate de praf, zăpadă … (2%)
– alte pierderi (?)

Dimensionarea Instalatiei Fotovoltaice

La dimensionarea instalatiei fotovoltaice, vom pleca intotdeauna de la necesarul de puterea pentru locatia respectiva.
Astfel, ne propunem sa realizam o instalatie fotovoltaica care sa furnizeze o putere de 6 KW.
Pentru realizarea unei instalatii fotovoltaice (generator fotovoltaic) care sa furnizeze energia electrica de care avem nevoie, este mai intai nevoie de un calcul de dimensionare.

1. Prima etapa in dimensionarea instalatiei fotovoltaice, dupa ce am stabilit puterea necesara, este alegerea panourilor solare.
Consultand oferta furnizorilor de panouri fotovoltaice, alegem un panou solar policristalin de 150 W, tensiune de 12 V, curent panou 8.1 A, Vmp = 18.50 V

2. Urmatoarea etapa este aflarea numarului de panouri, pentru necesarul de putere de 6 KW
Nr. de panouri = Puterea instalatiei / Puterea unui panou
Np = Pi/Pp = 6.000/150 = 40 → Rezulta un necesar de 40 panouri fotovoltaice

3. Urmatoarea etapa este determinarea suprafetei panourilor
Suprafata totala = Suprafata unui panou * Numarul total de panouri
Din fisa tehnica a panoului aflam ca panoul ales area urmatoarele dimensiuni: L = 1.45 m, l = 0.7
ST = Sp*Np = 1.45*0.7*40 = 40.60 m2
Pentru montarea panourilor solare, avem nevoie de o suprafata de cel putin 40.60 m2 si care sa fie orientata spre sud

4. Alegerea schemei de conexiuni pentru panourile fotovoltaice
Vom alege o schema de conexiuni cu patru siruri paralele, acate 10 panouri fotovoltaice legate in serie pe fiecare sir.
Nr. siruri = 4 Nr. panouri/sir = 10

5. Calculul caracteristicilor generatorului fotovoltaic
Tensiunea instalata a generatorului fotovoltaic se obtine folosind urmatoarea formula:
Ug = Np/s*Up
Ug = 10*12 = 120 V
Curentul generatorului se obtine inmultind curentul generat de un panou fotovoltaic cu numarul de siruri
Ig = 4*8.1 = 32.40 A
Voc generator = nr. panouri/sir* Voc panou = 10*22.6 = 226 V
Isc generator = nr. sir*Isc panou = 4*8.6 = 34.4 A
Vmp generator = nr. panouri/sir*Vmp panou = 10*18.50 = 185 V
P generator = Vmp generator*I generator = 185*32.40 = 5994 W (5.99 KW)
Avand acste valori putem alege celelalte elemente ale instalatiei fotovoltaice

5. Alegerea invertorului
Tensiunea de intrare a invertorului trebuie sa fie egala cu tensiunea maxima a generatorului fotovoltaic. U invertor = U generator → U invertor = 120 V
O alta conditie in alegerea invertorului este aceea ca puterea maxima a generatorului fotovoltaic sa fie mai mica decat puterea de intrare a invertorului
P invertor > 6.000 W

6. Alegerea bateriilor
Bateriile sunt folosite în sistemele fotovoltaice cu scopul de a stoca energia produsã de generatorul fotovoltaic pe timpul zilei, pentru a putea fi folosita când este nevoie pe timpul noptii sau cer înnorat).
La alegerea bateriilor trebuie sa tinem cont de urmatoarele informatii:
- pentru incarcarea bateriilor de 12V avem nevoie de panouri cu Vmp 16V – 20V
- pentru incarcarea bateriilor de 24V avem nevoie de panouri cu Vmp 34V – 40V
- pentru incarcarea bateriilor de 48V avem nevoie de panouri cu Vmp 62V -76V

7. Alegerea regulatorului de sarcina
Regulatoarele de sarcina au rolul de a controla incarcarea bateriilor de acumulatori. La alegera regulatorului de sarcina trebuie sa tinem cont de urmatoarele conditii:
- tensiunea nominala a regulatorului sa fie mai mica sau egala decat decat tensiunea nominala a generatorului fotovoltaic
- curentul de intrarea sa fie mai mare sau egal decat curentul de incarcare maxim, pe care generatorul il poate debita

8. Orientarea instalatiei fotovoltaice
Puterea maxima debitata de o instalatie fotovoltaica, este direct influentata de orientarea catre soare. Ideal ar fi ca instalatia fotovoltaica sa urmareasca soarele in traiectoria sa pe bolta cereasca.
In Europa, datorita faptului ca radiatia difuza este relativ marea, o instalatie fotovoltaica stationara poate produce pana la 70-80% din productia posibila, daca aceasta ar urmarii soarele.
Orientarea spre sud este determinata de doi factori:
- Inclinarea panourilor fotovoltaice, adica unghiul dintre planul orizontal si panoul fotovoltaic
- Azimutul, care indica orientarea catre Sud. La o orientare a instalatiei fotovoltaice spre sud, vom avea Sud 0o, Vest 120o, Est -120o
Toate aceste informatii, va pot ajuta sa dimensionati corect o instaltie fotovoltaica si sa alegeti in cunostiinta de cauza solutia optima. La alegerea panourilor fotovoltaice si dimensionarea instalatiei trebuie sa tineti cont de foarte multe date, multe dintre acestea au fost detaliate.

Cele mai importante caracteristici ale unui panou fotovoltaic, de care trebuie sa tineti cont in alegerea dvs sunt:
- Putera maxima a panoului
- Tensiunea In punctul de putere maxima
- Intensitatea curentului in punctul de putere maxima
De asemenea trebuie sa stiti ca panourile fotovoltaice nu sunt adecvate pentru a fi folosite in orice aplicatie. Panourile care sunt folosite in instalatiile fotovoltaice care debiteaza energie electrica in retea, au alte caracteristici decat cele folosite pentru incarcarea bateriilor de acumulatoare.
Datorita caderilor de tensiune cauzate de regulator, cabluri si temperatura, panourilor panourile fotovoltaice pentru incarcarea bateriilor de acumulatoare trebuie sa aiba tensiunea Vmp cu 30-60% mai mare decat tensiunea nominala a bateriilor.

Producatori panouri fotovoltaice

Cu o lunga istorie in cercetare si dezvoltare, Trina Solar, Jinko Solar, Hyundai si Canadian Solar sunt unii dintre cei mai vechi si cunoscuti producatori, in timp ce LONGi Solar a devenit recent cel mai mare producator de celule monocristaline din lume in functie de volum. Winaico este cunoscut pentru producerea de panouri de inalta calitate, rentabile, la un pret mai accesibil.

Sunpower, cunoscuta acum sub numele de Maxeon Solar, este liderul mondial in productia de panouri solare de inalta eficienta, folosind un design de celule patentat extrem de robust, care s-a dovedit ca depaseste si rezista panourilor solare conventionale cu o perioada considerabila de timp. Sunpower ofera acum o garantie remarcabila de 40 de ani pentru produse si performanta, lider in industrie, care este cu 15 ani mai lunga decat orice alt producator. de 92% capacitate retinuta dupa 25 de ani, plus o garantie de produs de producator de 25 de ani.

REC produce panouri de foarte inalta calitate, rentabile, care s-au dovedit a fi foarte populare in randul instalatorilor, in special in seria Alpha. Toate panourile REC, Alpha TwinPeak si N-peak vin cu o garantie standard pentru produs de 20 de ani si o garantie de performanta imbunatatita, cu degradare redusa, ceea ce o face una dintre cele mai bune garantii de pe piata.

Panasonic este o companie japoneza bine-cunoscuta care este specializata in fabricarea de panouri solare premium de inalta calitate. Cu peste doua decenii de experienta, compania, cunoscuta anterior sub numele de Sanyo, a fost un pionier in tehnologia celulelor solare cu heterojunctie de inalta performanta (HJT) si s-a impus ca unul dintre liderii industriei in domeniul panourilor solare de inalta performanta. Celulele HJT sunt construite pe siliciu de tip N mai eficient, cu puritate mai mare, care ofera cea mai scazuta degradare si cea mai buna performanta la temperaturi ridicate.

Hanwha Q Cells este un producator binecunoscut de panouri cu volum mare, care ofera o gama larga de panouri de calitate pentru toate aplicatiile. Cele mai recente panouri Q Cells G6+ Duo sunt sustinute de o noua garantie de produs de 25 de ani si o garantie imbunatatita de performanta pe termen lung, cu o putere nominala de 85% dupa 25 de ani.

Winaico este un producator de volum relativ mic, care ofera o gama premium de panouri de inalta calitate, la preturi rezonabile. Panourile Winaico vin acum cu o garantie de producator de 25 de ani si sunt bine respectate si de incredere de catre instalatori. De asemenea, au un istoric bun pentru fiabilitatea si performanta pe termen lung in conditiile dure din Australia.

Hyundai are o istorie lunga in domeniul energiei si al productiei, datand de la inceputul anilor 1970, iar in 2004 Hyundai a intrat in industria solara si a construit incet o baza solida in productia de panouri solare. Spre deosebire de concurentii masivi chinezi, Hyundai solar s-a concentrat pe producerea unui numar mic de panouri solare de calitate, accesibile, construite in jurul tehnologiilor consacrate de celule solare.

Trina Solar este unul dintre cei mai mari producatori de panouri solare din lume si investeste masiv in panouri cu costuri reduse si de inalta eficienta. Binecunoscuta gama de panouri Trina Honey este considerata de o calitate excelenta si un raport calitate-pret foarte bun, in special panourile Honey M (monocristaline), care sunt acum disponibile in formatul mai eficient de 120 de celule semi-cut pana la 370W.

JinkoSolar este cel mai mare producator chinez de panouri solare ca volum si produce o gama larga de panouri rentabile si fiabile. Inginerii Jinko lucreaza indeaproape cu centrul australian de cercetare solara UNSW de excelenta si au atins mai multe recorduri de eficienta de-a lungul anilor prin cercetarea si dezvoltarea continua in noile tehnologii de celule fotovoltaice.

Canadian Solar este al cincilea cel mai mare producator de panouri solare din lume si produce o gama larga de panouri de incredere si rentabile. Compania s-a concentrat in general pe celule policristaline mai rentabile si a dezvoltat cateva panouri avansate de inalta eficienta bazate pe designul celulei policristaline semi-taiate. Cu toate acestea, in ultimii ani, Canadian Solar a trecut la dezvoltarea de panouri mai eficiente pe baza de celule mono-PERC, cum ar fi seria HiDM si HiKu.

LONGi Solar a crescut rapid in ultimii ani, devenind nu numai unul dintre cei mai mari producatori chinezi de panouri solare, ci si cel mai mare producator de celule monocristaline din lume. LONGi produce o gama larga de panouri rentabile si fiabile, care folosesc numai celule monocristaline . De fapt, o parte a trecerii industriei catre celule mono si mono PERC mai eficiente s-a datorat investitiilor masive ale LONGi in productia de monoplachete la scara larga.

JA Solar este un producator chinez bine stabilit, infiintat in 2005, care este unul dintre cei mai mari cinci producatori de panouri solare din lume ca volum. Compania este cunoscuta pentru dezvoltarea de panouri solare fiabile si rentabile pentru diverse aplicatii, inclusiv sisteme rezidentiale, comerciale si la scara de utilitate. Desi nu ofera in general cele mai eficiente panouri, JA Solar se concentreaza pe incorporarea tehnologiilor dovedite de celule solare pentru a produce panouri fiabile si accesibile.