Sončno sevanje
Solarni dobitki
Sončno sevanje, pod katerega razumemo izhajajoči energijski tok, ki pade na zunanji rob zemeljske atmosfere znaša 1367 W/m2 (tako imenovana sončna konstanta). Sončno sevanje delimo v direktno oziroma neposredno in difuzno, kar skupaj predstavlja globalno sončno sevanje. Direktno sevanje prihaja v obliki žarkov direktno iz sonca, difuzno pa iz celotnega nebesnega svoda. Pri prehodu sončnih žarkov skozi atmosfero se del teh v plasteh ozona, ogljikovega dioksida, vodne pare, prahu absorbira in odbije nazaj vesolje, tako da dospe na površino zemlje maksimalno približno 1000 W/m2. Molekule teh plinov in prašni delci sevajo v vseh smereh energijski tok, ki ga imenujemo difuzno sončno sevanje, ter se veča z naraščajočo oblačnostjo. Z naraščajo
oblačnostjo se veča delež difuznega sončnega sevanja v celotnem sevanju in doseže pri popolni Na našem širšem področju RS sije sonce od 1600 do 2650 ur na leto, ter vpade na 1 m2 površine med 1000 in 1400 kWh letno sončne energije
(glej naslednjo sliko).
Večina te energije je na razpolago v času od aprila in oktobra, ko ogrevanje prostorov ni potrebno, le približno 200 do 250 kWh pa je na voljo v zimskem času. Dnevne količine vpadle sončne energije se gibajo od nekaj desetink kWh/m2 pozimi v oblačnem vremenu, do več kot 5 kWh/m2 sončnem poletnem dnevu.
Vršna moč sončnih modulov
Sončni žarki padajo na površino sončnih celic. Na takšen način se sevalna primarna energija sonca pretvarja v sekundarno visoko kvalitetno električno nergijo. električne naprave, ki delujejo na omrežno napetost. Največja moč sončne celice je označena s Wp (peak watt), izmerjena je pri idealnih vrednosti sončnega sevanja (1000 W/m2), temperaturi okolice 25 °C in AM = 1,5 (air mass). Sončna celica ima v tej obratovalni točki tudi največji izkoristek.
Izkoristek sončne celice se zmanjšuje z naraščanjem temperature sončne celice, saj se v tem primeru zmanjšuje napetost odprtih sponk. Meritve so potrdile, da je na primer pri temperaturi sončne celice 60 °C izkoristek nižji za 20 % glede na imensko vrednost. Na solarne dobitke pa poleg naklona, orientacije in senčenja vplivajo še umazanija. Raziskave so pokazale, da lahko prah in umazanija zmanjšata solarne dobitke celo do 8 odstotkov.
Ekonomičnost fotovoltaičnih sistemov
Za načrtovanje fotovoltaičnega sistema je pomemben faktor razmerje vložene in pridobljene energije energije, ki jo s sistemom pridobimo v življenjski dobi (EBT – Energy Payback Time). Trenutne raziskave kažejo, da sistemi s polikristalnimi moduli proizvedejo energijo vloženo v izdelavo v štirih letih, pri amorfnih modulih pa je čas manjši kot 3 leta. Za ekonomsko ovrednotenje pa potrebujemo stroške instalacije, načrtovano življenjsko dobo, stroške vzdrževanja in seveda ceno električne energije, ki jo sistem pošlje v javno omrežje. Pri določanju cene energije, ki jo fotovoltaični sistemi oddajo v javno omrežje, imam vsaka država različne stimulacije. Razmerje med ceno električne energije poslane v omrežje oziroma odvzete iz njega je lahko:
- R = 1 (cena enaka energiji odvzeti iz javnega omrežja)
- 5 < R < 6 (zelo visokaodkupna cena, Avstrija, Nemčija).
V primeru, da je R < 1, pomeni, da je zelo nizka odkupna cena, ki se ne razlikuje od cene električne energije pridobljene iz ostalih virov. Življenjska doba sistemov s kristalnimi moduli znaša 25 do 30 let, z amorfnimi moduli pa 15 let. Pri nas je že nekaj manjših sistemov (vršne moči 1 kW in 5 kW) priključenih na javno omrežje, v predlogu NEP (nacionalni energetski program) pa so fotovoltaični sistemi zajeti na področju OVE (obnovljivih virov energije).
več: Ministrstvo za okolje in prostor - Direktorat za prostor