Kako svjetska potražnja za električnom energijom raste, a oslanjanje na fosilna goriva je sve manje, fokus je usmjeren ka obnovljivim izvorima energije. Kao pouzdan I svestran oblik obnovljivih izvora energije, solarni PV sistemi su postali dominantan izvor energije širom svijeta. Prema istraživanjima tržišta, fotonaponski sistemi će proizvoditi više od 50% ukupne električne energije iz obnovljivih izvora do 2070.

Jeste li znali da za 15 minuta Sunce proizvede više energije nego što čevječanstvo potroši u svim oblicima zajedno, tokom cijele godine? Jeste li znali da Sunce dnevno pošalje dovoljno dovoljno energije za snabjevanje tokom dvije godine. Solarna energija je siguran, čist i obnovljiv izvor energije koji će bez ikakve sumnje igrati važnu ulogu u napajanju budućnosti.

Iskorištavanje sunčeve energije se ostvaruje pomoću fotonaponskih sistema. Uglavnom, riječ “fotonaponski” se koristi za opis uređaja koji su izloženi sunčevom zračenju i koji stvaraju električnu energiju. Skraćenica za fotonaponski je PV. PV sistemi podrazumijevaju korišćenje fotonaponskih modula ili tzv. solarnih ploča, koje prikupljaju energiju sunca, pretvaraju u električnu i šalju u izmjenjivač koji će struju sigurno poslati u komunalnu mrežu ili vlastitu upotrebu.

Fotonaponski moduli su uređaji koji se sastoje od više fotonaponskih ćelija, koje pomoću poluprovodničkog materijala pretvaraju fotone svjetlosti u električnu energiju. Za izradu se najčešće koristi kristalni silicij. Količina energije koju moduli proizvode zavisi o intezitetu svjetlosti koju primaju fotonaponske ćelije. Postoje tri vrste fotonaponskih modula: monokristalni, polikristalni i amorfni.

Monokristalni moduli
Monokristalne solarne ćelije imaju visok stepen djelovanja (oko 16%), što omogućava visok prinos energije pri kompaktnim dimenzijama. Zbog spomenute karakteristike, preporučuje se njihovo korištenje za krovne instalacije, gdje se mora realizirati visoka snaga na ograničenu površinu. Moduli su najpodobniji kad je vedro vrijeme s puno sunca. Površina monokristalnih modula je jednobojna tamna i pokazuje četverouglast oblik ćelije.

Polikristalni moduli
Razlika između monokristalnih i polikristalnih modula je u molekularnoj strukturi aktivnog kristala. Proizvodnja kristalnih ćelija je manje zahtjevna i stoga su moduli povoljniji od monokristalnih. Učinkovitost polikristalne ćelije je oko 15 posto, što je manje u usporedbi s monokristalnim modulima i stoga je potrebno više prostora za module. Polikristalni moduli su jednako povoljnog vijeka trajanja i područja primjene su slična kao i kod monokristalnih. Polikristalni moduli su najviše korišteni i najpodobniji su kad je vedro vrijeme. Ovaj tip ćelije pruži plavičastu, mramornu sliku.

Amorfni thin-film moduli
Ukoliko se koristi tanki film amorfnog silicija to se naziva amorfna ili tankoslojna ćelija. U amorfnim materijalima, položaji atoma imaju nepravilnu strukturu, a amorfne tvari imaju manju gustoću od kristala. Za razliku od kristalnih silicijskih ćelija, silicij se ne primjenjuje u tekućem stanju, nego u stanju pare. Tako debljina sloja iznosi 100 puta manje nego kod mono- ili polikristalnih ćelija, stoga su troškovi proizvodnje manji u skladu sa cijenom materijala i moduli su pogodniji. Tankoslojne ćelije imaju velik koeficijent apsorpcije plavog svjetla, pa imaju prednost u oblačnom vremenu. Nedostatak ćelija od amorfnog silicija je u njihovoj niskoj efikasnosti. Učinkovitost tankoslojnih silicijskih ćelija je oko 7%, što je manje u usporedbi s drugim tipovima ćelija. Tržišni udio iznosi oko 20%. Amorfni solarni moduli prvenstveno se koriste kod sustava gdje je potrebna mala snaga (satovi, digitroni i sl.) ili kao element fasade. Ovaj tip ćelije pruža homogenu sliku, jer površina je jednobojna tamnosmeđa ili crna.

Ugradnja fotonaponskih modula
ne zahtijeva skoro nikakve izmjene na krovu objekta i uvijek ih je moguće dograditi. Moduli bi uvijek trebali biti instalirani i povezani od strane stručnih osoba. Prosječan vijek fotonaponskih modula je preko 20 godina. Zahtjevaju minimalno održavanje. Jednom godišnje je preporučljivo detaljno prekontrolisati sistem i očistiti module da bi se ostvarila maksimalna proizvodnja.

Moduli ne stvaraju nikakve stakleničke plinove i ne zagađuju okolinu. Svaki proizvedeni kilovat električne energije smanji oko 455 kilograma ugljičnog dioksida u usporedbi sa električnom energijom iz fosilnih goriva.

Inverter ili pretvarač je glavni dio fotonaponskog sistema. Zadatak ovog uređaja je da pretvara istosmjernu struju koja se dobija iz fotonaponskih modula u izmjeničnu. Tek tada, moguće je koristiti električnu energiju za vlastite potrebe ili je slati u javnu mrežu. Uloga invertera je da bude posrednik između dva izvora energije: DC mreže na jednoj strani i AC mreže na drugoj. Pored konverzije, inverter je takođe odgovoran za kontrolu sistema i optimizaciju performansi.

Baš kao što uzimamo u obzir potrošnju goriva kada kupujemo automobil, na osnovu niske potrošnje energije i visoke efikasnosti biramo i inverter za naš fotonaponski sistem. Efikasnost ukazuje na postotak dostupne solarne energije koja je koristi ili šalje u mrežu. Moderni inverteri trenutno troše između 4 i 8% energije u procesu konverzije, što odgovara ukupnoj efikasnosti od 92 do 96%.

Smanjenje navedene potrošnje i povećanje efikasnosti je glavni izazov za sve vodeće proizvođače. Jedan od vodećih proizvođača invertera je SMA Solar Technology čiji inverteri imaju efikasnost i preko 98%. Više informacija o pojedinačnim proizvodima možete naći na stranicama vodećih proizvošača fotonaponskih pretvarača kao što su SMA i Power-One.