Fotovoltaikus (napelemes) rendszerek
A Fotovoltaikus, vagy röviden PV rendszerek alkalmazása szerint két féle napelemes rendszert különböztetünk meg.
Az egyik gyakran használt napelemes rendszer a fölösen termelt villanyáramot visszatáplálja a villamos hálózatba. Ez az úgy nevezett hálózatra kapcsolt napelemes rendszer.
Ettől különbözik a szigetüzemű napelemes rendszer, amely el van szigetelve az áramszolgáltató hálózatától, és amelyik a fölös energiát akkumulátor segítségével tárolja el olyan időszakra, amikor nem lenne elegendő napsütés a rendszerbe kapcsolt fogyasztók üzemeltetésére.
Mindkét rendszer tartalmaz invertert, ami a napelemek által termelt egyenáramot szabványos váltóárammá alakítja (230V@50Hz).
A szigetüzemű napelemes rendszer tartalmaz egy töltésszabályozó egységet, ami biztosítja, hogy az akkumulátorok megfelelő töltőáramot kapjanak. Erre azért van szükség, mert a napelem áramtermelése nem állandó, hanem annak értéke mindig az adott megvilágítástól függ.
A hálózatra kapcsolt napelemes rendszer esetében nincs szükség akkumulátorra, hanem a napsütéses órák alatt termelt és el nem használt többlet energiát rátápláljuk a villamos hálózatra egy erre a célra készült mérőn keresztül, ezt a többlet energiát az áramszolgáltató saját fogyasztói felé tovább értékesíti.
A napelemes rendszer által termelt és az áramszolgáltató hálózatába termelt többlet energia értéke le lesz vonva a hálózatról fogyasztott energia értékéből, és így csak a különbözetet kell kifizetni az áramszolgáltató felé.
Napelemes rendszerek működése, hálózatra visszatáplálás esetében
Napelem : A napelem működése : a napelem segítségével különböző kémiai folyamatok során a leeső fényt alakítjuk villamos energiává az un. fotovoltaikus hatás során. A napelemes rendszer napelemtáblái szilícium rétegekből épülnek fel.
Inverter : Az inverter segítségével tudjuk a napelemes rendszer által termelt ingadozó feszültséget a hálózatba betáplálható (használható) feszültséggé alakítani.
Mérőóra : A hagyományos mérőórákkal szemben a napelemes rendszerekhez olyan mérőórákat használunk, melyek mindkét irányban “pörögnek” azaz a betáplált energiát “levonják” az elhasználtból.
Áramszolgáltató : Az áramszolgáltató köteles a megtermelt de el nem használt energiát megvásárolni tőlünk, valamint a napelem működéséhez szükséges mérőórát biztosítani.
Háztartási fogyasztó : A megtermelt energiát közvetlen fel is használhatjuk, ebben az esetben a napelem a hálózatba táplál energiát de ezt (vagy ennek egy részét) azonnal fel is
használjuk az elektromos eszközeinkkel.
Napelemes rendszerek működése, szigetüzemű rendszer esetében
Szigetüzemű (off-grid) rendszer: A szigetüzemű napelemes rendszerek neve onnan ered, hogy önmagukban, önállóan mindentől függetlenül működnek, ellentétben a hálózatra kapcsolt napelemes rendszerekkel, melyek működéséhez elengedhetetlen a közüzemi villamos hálózathoz való csatlakozás.
Szigetüzemű rendszert abban az esetben érdemes kiépíteni, ha a csatlakozás a hálózatra nem lehetséges, vagy a hálózat kiépítése túl drága lenne. A szigetüzemű rendszer akár 30- 50%-al is drágább lehet, mint egy hálózatra visszatápláló rendszer.
Az árkülönbség legfőbb oka az akkumulátorok magas ára. Emellett még az invertert a lehetségesen előfordulható legnagyobb fogyasztásra kell méretezni, míg a hálózatra visszatápláló rendszereknél csupán a telepíteni kívánt napelemes rendszerhez kell megfelelően az invertert kiválasztani.
Az energia megtermelését a napelemek végzik. A megtermelt energia a töltésvezérlőn keresztül az akkumulátorokban tárolódik. Abban az esetben, ha egyenfeszültségű fogyasztókat használunk(led-es világítás, riasztó rendszer) akkor inverterre nincs szükségünk, ilyenkor elég egy jobb töltésvezérlő elektronika, mely elirányítja rendszerünket, védve a fogyasztókat, önmagát és az akkumulátorokat a káros terhelésektől, üzemállapotoktól.
Ha hagyományos, “konnektorba dugható” fogyasztóink vannak, akkor elő kell állítanunk nekik a szükséges 230V-os váltakozó feszültséget. Ehhez már szükséges az inverter. Vannak olcsóbb és drágább készülékek. A kiválasztásnál figyelembe kell venni a felhasználási területeket.
Sok villamos készüléknek fontos, hogy valódi színuszos feszültséget kapjon, mert különben tönkremegy. A nagyon olcsó inverterek jelalakja sokszor egyáltalán nem színuszos, hanem valamilyen trapéz-, vagy fűrészjel, ami nem minden villamos fogyasztó táplálására alkalmas.
