Glavni projekat - Solarni paneli

SOLARNI
PANELI

CILJ

 Cilj čitavog projekta je iskazivanje vrednosti solarnih
panela, te i objašnjavanje njihovog funkcionisanja i
načina rada. Koliko oni mogu pomoći i doprineti
zdravijem životu i ostvariti profit!

UVOD

 Od svih obnovljivih izvora energija, solarna energija ima najveći
potencijal.

 Energija sunčeve radijacije je ogromna i količina koja dospe na Zemlju
tokom 1 godine čak je 10.000 puta veća od ukupne energija čovečanstva.

 Koliko električne energije možemo dobiti od Sunca zavisi od toga gde se
nalazimo. Regioni u kojima dominira toplo i suvo vreme su u prednosti.

 Srbija ima veliki potencijal za korišćenje solarne energije jer je jedna od
zemalja sa najvećim intezitetom sunčeve radijacije.

 Takođe, ne postoji plan sprečvanja globalnog zagrevanja bez korišćenja
solarne energije (solarni paneli) i novonastalih energija.

KAKO FUNKCIONIŠE?

 Pretvaranje energije sunčevog zračenja u električnu energiju naziva se
fotonaponska konverzija. Prva solarna fotonaponska ćelija napravljena je
1954. godine kada je tehnologija bila razvijana radi napajanja za satelite
koji su lansirani u svemir.

 Princip je jednostavan. Materijali poput monokristala silicijuma imaju
osobinu da izloženi sunčevom zračenju proizvode električnu energiju.

 Solarni paneli se sastoje od velikog broja fotonaponskih ćelija koje su u
suštini silicijumske poluprovodničke diode koje pod uticajem Sunca
proizvode struju.

 Jednostavni sistemi solarne energije za kućnu upotrebu pored solarnih
panela sadrže i bateriju koja skladišti dobijenu električnu energiju za
kasnije korišćenje.

SOLARNI PANELI POSLEDNJIH
GODINA

 Cena solarnih panela je poslednjih godina u velikom padu i oni su sada oko
3 puta jeftiniji nego što je bio slučaj 2010. godine.

 2016. godine cene doživele toliko dramatičan pad da su procene bile da
veliki broj proizvođača zapravo gubi novac.

 Ovo dovelo do ogromnog povećanja upotrebe solarne energije.

 Kina, Japan, Nemačka i SAD prednjače u proizvodnji solarne energije sa
gotovo 2/3 od ukupno instaliranih svetskih kapaciteta.

 Najveći napredak ostvarila je Kina izgradivši gotovo polovinu svih novih
kapaciteta za proizvodnju solarne energije u 2016. godini.

 Ovo pokazuje da smo konačno počeli da otključavamo ogroman energetski
potencijal koja naša planeta dobija od Sunca.

PORAST GLOBALNIH KAPACITETA
SOLARNE ENERGIJE (2006 – 2016)

Novi kapaciteti za proizvodnju instalirani 2016. godine veći nego
ukupan kapicitet celog sveta samo 5 godina ranije.

RAD SOLARNIH PANELA

 Radi shvatanja stvaranja električne energije silicijum solarnih panela,
silicijum ćemo svesti na atomski nivo.

 Silicijum ima atomski broj 14 (14 protona i neutrona oko centra), a 3 kruga
se kreću po sredini.

 Unutrašnji krug je pun 2 elektrona, a srednji sa 8. Čak i najudaljeniji krug
sadrži 4 elektrona i napola je pun, te će uvek izgledati kao da će se
napuniti pomoću približnih atoma.

 Njihovim povezivanjem nastaje kristalna rešetka.

 Sa svim tim povezanim elektronima, nema prostora za kretanje električne
struje, te je silicijum povezan sa drugim elementom, fosforom.

RAD SOLARNIH PANELA

 Spoljni krug fosfora ima 5 elektrona. Poslednji peti postaje slobodni nosač,
sposoban da sprovodi električnu struju bez velikog naprezanja.

 Kako bi povećali broj besplatnih nosača, naučnici dodaju nečistoće u
procesu dopinga. Time se dobija silikon N-tipa.

 On se nalazi na površini solarne table, a ispod njenog ogledala nalazi se
silikon P-tipa. Dok silicijum tipa N ima 1 dodatni elektron, P-tip koristi
nečistoće iz elemenata poput galijuma ili bora, koji imaju 1 manje
elektron.

 Time se stvara još jedna neravnoteža. Međutim, kada sunčeva svetlost
pogodi P-tip, elektroni počinju da se pomeraju radi ispunjavanja praznina
jedan u drugom.

 Čin uravnoteženja koji se stalno ponavlja stvara solarnu energiju.

SILIKONI

Čist silikon - silicijum N-tip silikon – fosforov atom P-tip silikon – borov atom formira

u sredini formira elektron rupu u elektronima

SILIKONSKE PLOČICE

Silikonska pločica N-tipa Silikonska pločica P-tipa (plava)

ISTRAŽIVANJE – SOLARNI PANELI U
DOMAĆINSTVIMA I NJIHOVA KUPOVINA

 Danas se sve više koriste solarni sistemi u domaćinstvima, trgovačkim
molovima, ispitnim stanicama itd.

 Time se obezbeđuje potpuna autonomnost napajanja. Čak se i savremen
dizajn objekata projektuje u skladu što veće eksploatacije Sunčeve
energije.

Šema solarnog sistema
panela u domaćinstvu

ISTRAŽIVANJE – SOLARNI PANELI U
DOMAĆINSTVIMA I NJIHOVA KUPOVINA

 Konverzijom solarne energije u električnu dobija se DC (jednosmerni)
režim, pri čemu je za rad nekih uređaja u kući potrebno transformisati u
AC (naizmenični). Ovde poznajemo 2 načina povezivanja :

 1) Samostalni izvor energije – „off-grid“
 2) Povezan izvor na distributivnu mrežu – „on-grid“

OFF-GRID SISTEM

 Pogodan je za napajanje tamo gde je nemoguće ili jako teško dopremiti
distributivni sistem. Međutim, kako on obezbeđuje samostalnost
eksploatacije električne energije, time je i eliminsano finansijsko
opterećivanje korisnika (izuzev u vremenu otplate).

 Fotonaponski sistem puni baterijsku banku (akumulatori povezani redno ili
paralelno) u toku dana, a noću se iz nje crpi akumulirana energija.

 Danju je moguće i direktno povezivanje na potrošače, a dodatno
snadbevanje može dati i priključeni generator kao izvor snage.

 Ovakav sistem je skuplji, bar za 30% jer je baterijska banka veoma skupa
sa radnim vekom od 5 – 15 godina.

Baterijska banka

Off-grid
PV solarni sistem

ON-GRID SISTEM

 Fotonaponski sistem koji je povezan na distributivnu mrežu od koje
se dopunjuje do potrebne snage ili se šalje višak proizvedene snage
(princip negativnog brojila : kada se šalje, brojilo oduzima potrošenu
energiju i tako smanjuje račun).

 Obezbeđuju normalno snadbevanje električne energije nezavisno od
doba dana, godišnjeg doba i klimatskih uslova.

 Ovakav sistem zahteva dodatne ugovore sa agencijom za distribuciju
električne energije, i može u mnogome ubrzati period otplate celog
fotonaponskog sistema.

On- grid
solarni sistem

OBRATITI PAŽNJU!

 Bitna razlika jeste neophodnost baterijske banke i dodatnog generatora
kao kod off-grid sistema, te se ukupna cena u mnogome smanjuje a i
vreme povraćaja novca skraćuje kod on-grid sistema.

 Pored ovih pogodnosti, u mnogim zemljama postoje subvencije (Feed-in
tariff-e u Srbiji) za domaćinstva koja žele da postave fotonaponske sisteme
i na taj način rasterete energetski sistem zemlje.

 Takav način finansiranja daje vreme otplate od 5-12 godina zavisno od
cene struje i instalirane snage.

 Postoje sistemi gde se kombinuju ova dva ali njihova cena je najveća
(mada se malo brže otplaćuje nego li „off-grid“)

ISTRAŽIVANJE – SOLARNI PANELI U
DOMAĆINSTVIMA I NJIHOVA KUPOVINA

 Za projektovanje i
kupovinu solarnih
panela potrebno je
poznavati
energetske potrebe
domaćinstva na
mesečnom planu za
„on-grid“ ili
maksimalnu
zahtevanu snagu
domaćinstva za
„off-grid“ sistem.

ISTRAŽIVANJE – SOLARNI PANELI U
DOMAĆINSTVU I NJIHOVA KUPOVINA

 Takođe je i bitno poznavati srednji broj ekvivalentnih
sati u danu za dati mesec i datu geografsku lokaciju,
ali razumevanje da je intezitet zračenja najveći u
podne +,- 3h, kao da i zavisi od klimatskih promena u
toku dana.

 Za projektovanje „off-grid“ sistema uzima se najgori
slučaj (zimski period) kako bi se obezbedilo stalno
snadbevanje električnom energijom, dok za „on-grid“
sistem se uzima srednja vrednost za sve mesece
(projektovanje solarnog naponskog sistema zavisi od
zahteva potrošača).

 Pored ekonomskog aspekta javlja se i ekološki aspekt
koji postaje dominantan uslov za očuvanje
ekosistema.

 Narušavanje prirode danas je postalo intezivno tako
da se pojava alternativnih izvora energija nameće kao
rešenje globalnog problema.

ISTRAŽIVANJE – SOLARNI PANELI U
DOMAĆINSTVU I NJIHOVA KUPOVINA

 Već neko vreme cene solarnih panela polako padaju iako tržište solarne
energije je malo zauzdano kontrolom vlada država.

 Instalirane snage u razvijenim zemljama Evrope, posebno u Nemačkoj i
Italiji su postale jako velike.

 Te su obaveze prema povlašćenim proizvođačima električne energije jako
opteretile budžet pomenutih država, a time i potrošače, bilo da su pravna
ili privatna lica.

 Cena struje u Evropi za kWh iznosi između 20 i 30 centi, što je već daleko
više od same Feed-in Tariff-e za solarnu energiju koja ima najveći iznos od
svih ostalih obnovljivih izvora.

 Ideja je da ceo energetski sistem u finansijskom smislu postane
samoodrživ.

 Limitirajući faktori pored novčanih opterećenja države su : dozvoljeni šum
u mreži i dozvoljene oscilacije u snazi ukupne mreže.

ISTRAŽIVANJE – SOLARNE ELEKTRANE

 Zelena energija, a kao njen najveći izvor,
solarna energija, ublažavaju nastale
posledice i obezbeđuju da se priroda sama
obnovi.

 Solarna energija je čista energija, bez
emisije štetnih gasova i ispuštanja otpadnih
voda.

 Zato se pri projektovanju solarnih elektrana
pored snage i godišnje energije koju
proizvede uvek radi proračun u količini
fosilnih goriva potrebnih za proizvodnju iste
električne energije i koliko se tona ugljen-
dioksida emituje u atmosferu time.

ISTRAŽIVANJE – SOLARNE ELEKTRANE

Poređenje solarne energije i energije fosilnog goriva

Broj tona uglja ekvivalentan proizvodnji energije
za jedan modul snage 200W za specifičnu
lokaciju na godinu dana

ZAKLJUČAK

 Nastavkom izgradnje solarnih elektrana i ulaganjem u implementaciju
solarnih energetskih sistema u stambene objekte može se otkloniti
problem zagađenja životne sredine, poboljšati kvalitet života i umanjiti
čovekova destrukcija prirode.

 Veoma je bitno znati dosta informacija pre kupovine solarnih panela i po
mogućnosti izabrati onaj tip koji vam najviše odgovara.

 Vratimo se prirodi, umesto njenog uništavanja, uzmimo ono što nam daje.
Sunčeva energija je izvor koji možemo iskoristiti za dobijanje neophodne
električne i toplotne energije bez uništavanja prirodne ravnoteže.

 SAVRŠEN NAČIN ZA SPROVOĐENJE TOG PROCESA JESTE PRIMENOM I
KORIŠĆENJEM SOLARNIH SISTEMA - SOLARNIH PANELA I SOLARNIH
ELEKTRANA .

 VREME JE ZA ZELENU ENERGIJU!