Solarni paneli: cena, isplativost i složenost korišćenja

Usled sve većeg rasta svetskog stanovništva, neobnovljivi resursi nas polako napuštaju, zbog čega se poslednjih decenija sve više govori o alternativnim vidovima energije. Jedna od najzastupljenijih, ali ne tako iskorišćenih vidova jeste solarna energija. Iako je fotonaponski efekat otkriven četrdesetih godina 19. veka, još uvek se radi na usavršavanju tehnologija kako bi se postigla što veća efikasnost na što manjem prostoru. Solarni paneli su ključni deo sistema koji  pretvara fotone u električnu energiju , pa ćemo danas pažnju posvetiti tipovima panela, mogućnosti proizvodnje energije i vrstama mreža, ali i praktičnim savetima za izračunavanje potrebne snage.

Šta su solarni paneli?

Solarni paneli (PV moduli) su najmanja zamenjiva jedinica u PV nizu, i izrađeni su od velikog broja fotonaponskih ćelija koje pretvaraju sunčevu u električnu energiju. Solarna ćelija je sastavljena od većeg broja dioda, pn spojeva i drugih elemenata koji koriste fotonaponski efekat da pretvore sunčevu energiju u električnu. Ovaj efekat je otkriven još davne 1839. godine, ali je prvi solarni modul izrađen tek 1958. godine, kada je korišćen za napajanje satelita, a u tu svrhu se koriste i danas.

S obzirom da individualne solarne ćelije uz pomoć fotonaponskog efekta proizvode maksimalni izlazni napon od 600-700mV i relativno malu količinu struje, one se povezuju redno, paralelno, ili kombinovano, najčešće u grupu od 36 ćelija, a konstrukcija se još naziva i “sendvič od staklenih ploča”. Tek kada se povežu, solarne ćelije proizvode nominalni napon od 12V, koji je dovoljan za punjenje batterija, a grupa fotonaponskih ćelija naziva se fotonaponski modul.

Fotonaponski moduli se spajaju redno i/ili paralelno, kako bi formirali solarni panel, koji je prva asocijacija na sam spomen solarne energije, a koji pruža znatno veću snagu i napon. Više solarnih panela ili PV modula mogu da se spoje u čitava polja, zbog čega se danas se u svetu sreću i čitave solarne elektrane velikih snaga od 1MW pa do čak 790MW u Arizonskom krateru, a neretko viđamo i male panele koji napajaju znakove pord puteva. Međutim, solarni paneli sve češće pronalaze put i do domaćinstava koja žele da uštede novac, ulažu u samoodrživost i zaštitu životne sredine, ili jednostavno nemaju pristup električnoj mreži.

Vrste solarnih panela

Solarni paneli danas dolaze u najrazličitijm oblicima i veličinama, mogu se proizvesti od različitih materijala, a način povezivanja modula i ćelija takođe može da se razlikuje. Bez ozbira na materijal i oblik, njihov cilj je da što veći procenat sunčeve energije pretvore u električnu energiju, što najviše zavisi od samih fotonaponskih ćelija.

U zavisnosti od tehnologija koje se koriste pri izradi solarnih ćelija, pa samim tim i panela, postoji nekoliko različitih tipova panela. Glavna razlika jeste u samim materijalima za izradu fotonaponskih ćelija, zbog čega se oni razlikuju po efikasnosti, što direktno utiče i na njihovu cenu. Danas najpopularniji na tržištu su monokristalni, polikristalni i paneli od tankog filma.

• Monokristalni solarni paneli su najstariji, ali i najrazvijeniji tip panela. Kao što im i ime govori, solarne ćelije su izrađene od velikih količina čistih i celih kristala silicujuma, zbog čega imaju i najveću efikasnost. Svaka fotonaponska ćelija monokristalnih panela ima efikasnost 13-16%, koja je ujedno i najviša od sva tri tipa, ali su usled potrebnih materijala ovi paneli i najskuplji. Monokristalni paneli se prepoznaju karakterističnom crnom bojom.
• Polikristalni paneli su nešto povoljniji, ali imaju i nižu efikasnost (11-14%) od monokristalnih panela. Razlog je princip izrade, jer se koristi više fragmenata kristala, ne celi kristali silicijuma, koji se tope i tako spajaju. Sam proizvodni proces je nešto jedonostavniji, što se pozitivno odražava na njihovu cenu. Ovakvi paneli se prepoznaju po svojoj plavoj boji.
• Amorfni, ili paneli od tankog filma su i do 350 puta tanji od monokristalnih i polikristalnih panela, a izrađeni su od tankih slojeva poluprovodnih materijala kao što su silicijum, bakar, kadmijum telurid i drugi. U zavisnosti od glavnog materijala filma, razlikuju se i tipovi panela od tankog filma, ali je za sve karakteristično da se fotonaponska jedinjenja nanose na podlogu, čime se dobija efikasnost između 7% i 10%. Ovakvi paneli su veoma fleksibilni, izdržljivi a pritom i najpovoljniji.

Različiti tipovi solarnih ćelija

Imajte na umu da se još uvek radi na unapređenju samih tehnologija i panela, pa tako na tržište sada stižu i hibridni paneli koji koriste film i kristale kao što su PERC paneli, koji pružaju efikasnost i veću od 20%. U labaratorijama je postignuta maksimalna efikasnost od 40%, međutim, u trenutku pisanju ovog članka, tri navedena tipa panela su komercijalno najzastupljenija.

Struja koju proizvode solarni paneli

Solarni paneli koriste sunčevu energiju da bi proizveli DC ili jednosmernu struju, poput one koju proizvodi akumulator u automobilu ili bilo koje druge baterije. Međutim, kućni aparati koriste AC, odnosno naizmeničnu struju, pa je za proizvodnju struje za uređaje u domu neophodan solarni pretvarač.

Svaki solarni panel ima svoj rejting, koji se označava nominalnom snagom koja je izražena u vatima. Nominalna snaga je jednaka prozivodu radnog napona i radne struje: W= V x A. Pored toga, u specifikacijama je često i energija panela, koja se označava jedinicom Wh, a koja je jedna proizvodu snage (W) i vremena (sat). Tako jedan panel izlazne snage od 300W, za tri radna sata proizvede 900 vatnih sati energije.

Međutim, stvarni broj Watt-sati umnogome zavisi od realnih uslova, u koje se ubraja vrednost insolacije (izloženosti suncu), koja opet zavisi od lokacije, zatim senke i trenutnih klimatskih uslova. Istaknuti brojevi se odnose na rejting postignut u idealnim labaratorijskim uslovima, ali se svakako koriste kako bi se izračunala okvirna snaga jednog panela koja bi zadovoljila potrebe domaćinstva.

Pored snage, na deklaraciji svakog panela su istaknuti napon (volti) i protok struje (amperi). Nominalni napon predstavlja napon baterije koju panel može efikasno puniti (12, 24, 48, 72V), a sa obzirom da se danas paneli koriste za mnogo više od punjenja baterija, ovaj parametar predstavlja okvrinu vrednost napona, uz pomoć koje se određuje kompatabilnost panela sa sistemom. Postoje još i dve vrednosti – napon maksimalne snage, koji označava maksimalni napon kada panel radi na vrhuncu efikasnosti i napon otvorenog kola, koji proizvodi panel kada nije povezan na električni sistem.

Struja se takođe izražava svojom maksimalnom i strujom kratkog električnog kola. Maksimalna struja označava maksimalnu vrednost struje koju panel proizvodi na vrhuncu efikasnosti, dok se struja kratkog električnog kola meri dok panel nije povezan sistemom ili pod opterećenjem. Ove vrednosti su istaknute na svakom panelu i veoma su bitne pri izboru pravog panela za vaš dom, o čemu ćemo govoriti nešto kasnije u tekstu, kada budemo govorili o računanju potrebne snage i broja panela.

Lokacija i orijentacija solarnih panela

Izbor lokacije za postavljanje solarnih panela je izuzetno važan i jedan od prvih koraka pri razmišljanju o postavljanju solarnih panela. Paneli su izuzetno osetljivi na svaku senku i manjak svetlosti, jer njihova efikasnost naglo opada. Po pravilu, lokacije bliže ekvatoru dobijaju više zračenja, pa samim tim i više solarne energije, međutim treba voditi računa i o orijentaciji. S' obzirom da se Srbija nalazi na severnoj hemisferi, južna ekspozicija je osunčanija, pa panele uvek treba usmeriti ka jugu.

Optimalan nagib krova na koji se postavljaju solarni paneli je između 30 i 35 stepeni u odnosu na horizont. Ukoliko je krov ravan, proizvodnja električne energije je do 12% manja u odnosu na krovove sa nagibom okrenutim ka jugu! Problem koji se javlja jeste činjenica da krov svih kuća nije uvek usmeren ka pravom jugu. Međutim, zbog difuznog zračenja, krovovi usmereni jugoistočno ili jugozapadno, pod uglom od 45 stepeni od pravca juga, beleže gubitke od samo 4%. Krovovi usmereni ka istoku beleže 13% manju efikasnost u odnosu na krovove okrenute ka jugu. Odstupanja su veća ili manja u odnosu na samu orijentaciju, međutim mogu da utiču na konačne rezultate i isplatljivost investicija. Kod domova koji imaju apsolutno nepogodnu orijentaciju postoji posebna oprema za instaliranje i orijentaciju panela, ali takve investicije su retko isplative.

Uticaj senke na efikasnost panela

Senka veoma negativno utiče na efikasnost panela, smanjujući efikasnost i do 50% (npr. sa 12% na 6%). U zavisnosti od izvora, postoji tvrda i meka sneka. Meka senka je senka udaljenih objekata kao što su bandere, dimnjaci ili grane, i ona bez obzira na difiznost utiče na efikasnost. Tvrda senka nastaje kada postoji prljavština ili prepreke na samoj površini, odnosno staklu panela. Ovakva senka sprečava celokupnu svetlost da dođe do ćelija, pa pada njihov napon i celokupni rezultati. Ukoliko je tvrdom senkom zahvaćeno više ćelija, one u potpunosti gube svoje sposobnosti, pa mogu čak da stvaraju i blagi odliv energije celog solarnog sistema. Da bi rešili probleme sa senkom, proizvođači uvode bajpasne diode oko serijski povezanih modula. Ove diode predstavljaju alternativni put struje u slučaju da postoji senka. Međutim, ovakve diode ne mogu da spreče gubitak proizvodnje, posebno kod tvrdih senki, zbog čega je veoma važno dobro isplanirati lokaciju za postavljanje sistema.

Koji solarni sistem izabrati?

Ukoliko ste zaključili da je vaša lokacija pogodna za postavljanje panela, dalje trebate da razmislite o sistemima solarnih panela. U osnovi, postoje dva glavna tipa: mrežni sistem i off-grid, odnosno baterijski, ili sistem van mreže. Izbor odgovarajućeg sistema u potpunosti zavisi od vaših potreba, pa ćemo dalje u tekstu objasniti dobre i loše strane oba sistems, kao i to kome je koji solarni sistem namenjen.

Solarni mrežni sistem

Solarni mrežni sistem, kao što i njegovo ime govori, je povezan na električnu mrežu, i predstavlja odličan izbor za sve one koji žele da uštede. Korisnici koji se odluče za mrežni solarni sistem su povezani na električnu mrežu, tako da domaćinstva i koriste istovremeno energiju koju prozivedi solarni paneli, ali i struju iz mreže. Ovakav sistem je posebno pogodan za zimske mesece kada nema dovoljno sunca, jer sami paneli ne mogu da proizvedu dovoljno struje za sve aparate u domaćinstvu, već za napajanje koriste energiju iz električne mreže.

Da bi podstaka razvoj obnovljivih izvora energije, vlasnicima mrežnih solarnih sistema su omogućene Feed-in tarife. Prema ovim tarifama, vlasnici dobijaju približno 20 centi po svakom proizvedenom kilovatu energije, bez obzira da li ga lično potroše ili predaju mreži. Međutim, na godišnjem nivou postoje određene kvote koje su gotovo uvek popunjene, pa se na kraju meseca struja obračunava po principu kilovat za kilovat. Ukoliko je proizvodnja premašila potrošnju, EPS isplaćuje proizvođače za predatu vrednost, dok u suprotnom prozivođači plaćaju račun za struju, koji je umanjen za proizvedenu energiju.

S obzirom da nema slobodnih kvota Feed-in tarife, mogućnost proizvodnje i zarade od solarne energije je minimalna, pogotovo ako je reč o domaćinstvima. Zbog toga se mrežni sistem se i najviše preporučuje onima koji žele da ostvare značajniju uštedu električne energije na kraju meseca. Pored toga, ovi sistemi predstavljaju manju inicijalnu investiciju, jer nema potrebe za kupovinom baterija za skladištenja viška energije.

Elementi mrežnog sistema

U mrežnim sistemima se energija koja prevazilazi dnevne potrebe šalje u električnu mrežu, zbog čega je celokupan sistem znatno jednostavniji od off-grid ili nezavisnog sistema. Glavni elementti mrežnog sistema su:

• Solarni paneli koji pretvaraju sunčevu energiju u električnu i šalju je do invertora;
• Mrežni invertor napona pretvara jednosmernu, DC struju, koju proizvode paneli, u naizmeničnu struju koju koriste svi kućni aparati. Pored toga, mrežno interaktivni pretvarači sinhronizuju frekvenciju kako bi odgovrila zahtevima mreže od 60Hz i regulišu napon kako bi se višak energije slao mreži;
• Nosači solarnih panela su mehanički deo, ali njhov oblik i konstrukcija umnogome zavisi od mesta na kome se postavljaju, odnosno da li je to ravan ili kosi krov, da li je od crepa ili drugog materijala i drugih uslova.

Off-grid ili baterijski solarni sistem

Baterijski ili solarni sistem van mreže je namenjen korisnicima koji žele u potpunosti da budu nezavisni od električne mreže, pa su veoma pogodni za udaljene vikendice i brvnare. Ukoliko su ovakvi objekti udaljeni od mreže, inicijalno ulaganje priključivanja može da prevaziđe i 30.000 evra, pa se baterijski solarni sistemi ističu kao veoma pogodno rešenje.

Jednostavno rečeno, off-grid solarni sistemi predstavljaju malu solarnu elektranu, koja proizvodi i skladišti energiju kojom se napajaju svi aparati u domu. Jedno od najčešće postavljanih pitanje je šta se dešava sa sistemom tokom noći ili zime, odnosno kada nema dovoljno sunca? Da bi se rešio ovaj problem, off-grid sistem koristi baterije ili solarne akumulatore, u kojima se skladišti višak energije. Tokom dana, proizvedena energija često premašuje potrebe svih električnih aparata u domu, pa se višak skladišti u solarne akumulatore. Tokom noći ili zime, kada nema ili ima izuzetnto malo sunca, sistem crpi skladištenu energiju iz akumulatora.

Elementi baterijskog solarnog sistema

Da bi lakše objasnili kako funkcioniše baterijski solarni sistem, sagledaćemo sve njegove elemente. Glavni elementi baterijskog solarnog sistema su:

• Solarni paneli sastatvljeni od solarnih modula i ćelija koje pretvaraju sunčevu energiju u električnu;
• Solarni akumulatori i baterije, koje su zadužene za skladištenje sve proizvedne energije za kasnije korišćenje,
• Kontrolor punjenja baterije, koji se nalazi između panela i baterija, a čijim se korišćenjem produžava radni vek baterije;
• Invertor, koji kao i kod mrežnih sistema pretvara jednosmernu struju koja je skladištena u baterijama u naizmeničnu koju koriste kućni aparati. Kod baterijskih sistema ovaj uređaj ima još jednu ulogu, on pretvara i napon sutruje u baterijama koji iznosi 12, 24 ili 48 V, u 220V, odnosno napon na kojem rade svi potrošači domu;
• Nosači solarnih panela, koji su mehanički deo i ne razlikuju se u odnosu na sistem.

Jasno je da su solarni baterijski sistemi nešto kompleksniji u odnosu na mrežne sisteme, pre svega zato što nema mesta za greške u proračunu. Ukoliko izaberete slabiji sistem od potrebnog, nećete imati dovoljno struje da pokrenete sve aparate, posebno ako u vikendici ima velikih potrošača kao što je zamrzivač ili frižider. U ovom slučaju nema struje iz mreže koja bi došla u pomoć, zbog čega veoma lako možete da ostanete u mraku.

Da bi izbegli ovakve situacije, u daljem tekstu ćemo dati nekoliko primera za izračunavanje snage i broja panela koji su neophodni za domaćinstvo.

Kako izračunati snagu i broj panela za domaćinstvo?

Izračunavanje snage i broja panela za domaćinstvo je veoma složen proces, pre svega jer efikasnost panela može da zavisi od brojnih nepredvidivih i predvidivih faktora, kao što su manji broj sunčanih dana, esktremi, niske temperature i brojni drugi. Zbog toga se izračunavanjem potreba sistema u svetu bave stručnjaci koji imaju poseban sertifikat. Kod nas su stvari malo drugačije, pa preciznije kalkulacije možete dobiti od svake firme koja se bavi distribucijom solarnih panela. Međutim, da bi uštedeli vaše vreme, dajemo vam par praktičnih primera koji mogu da pomognu u izračunavanju snage solarnog sistema za dom.

Pitanje od koga beže svi distributeri jeste kolika snaga ili koliko panela je potrebno za četvorosobnu kuću koja je dobro izolovana, jer tu nema dovoljno informacija. Snaga i broj izabranih panela nemaju nikakve veze sa kvadraturom kuće ili brojem soba, već isključivo sa potrošnjom, bilo ona dnevna, mesečna ili godišnja, kao i sa klimatskim uslovima u mestu na kome se instaliraju paneli.

Izračunavanje broja panela za mrežne sisteme

S obzirom da su mrežni sistemi znatno jednostavniji, iako napravite grešku uvek možete da koristite energiju iz mreže, pa je izračunavanje potrebnih panela i opreme je lakše. Da bi izračunali broj solarnih panela za domaćinstvo, prvo treba da odredite prosečnu dnevnu potrošnju. Potrošnja energije se obračunava u kilovat satima kWh, i predstavlja utrošenu električnu energiju u kilovatima za jedan čas. Primera radi, uređaj snage 500W će za jedan sat potrošiti 0,5 kWh, naravno ako radi punom snagom.

Postoje nekoliko metoda za izračunavanje dnevne potrošnje, a najbolji način je da sačuvate mesečne račune, i iz njih izvučete prosek, tako što ćete godišnju potrošnju u kWh, podeli sa brojem dana u godini. Možete u obzir uzeti i prosečnu mesečnu potrošnju, ali imajte na umu da ona umnogome zavisi od meseca do meseca. Primera radi, prosečna mesečna potrošnja struje domaćinstva u Srbiji sa dvotarifnim brojilom je oko 400 kilovat-sati, što podeljeno sa 30 dana u mesecu daje dnevnu potrošnju od 13.3 kWh dnevno.

Drugi način da izračunate dnevnu potrošnju jeste da zabeležite snagu svih uređaja u domu, i pomnožite je sa prosečnim brojem sati kojim se korsite. Primera radi, 1 kWh struje potroše: bojler snage 1500-2000W za 20-40 minuta, šporet snage 1000-3000W za 20-60 minuta, a frižider ili zamrzivač snage 200-400W za oko 150-300 minuta. Naravno, ovo su najveći potrošači u domu, ali ne treba zaboraviti ni sijalice, računare, televizore i druge električne uređaje.

Kada odredite dnevnu potrošnju, možete iskoristiti jednostavnu formulu za određivanje snage solarnog sistema:

Potrebna snaga = dnevna potrošnja (kWh) ÷ Sunčani sati ÷ 0,9 faktor neefikasnosti

Da bi došli do krajnjih rezultata, potreban vam je prosečan broj sunčanih sati za mesto u kome živite, jer će paneli samo tada proizvoditi struju, a preciznije podatke možete naći u meteorološkim stanicama. U obzir se uzima i faktor neefikasnosti, koji podrazumeva da panel radio ispod optimalnih uslova, usled ekstrema, senke, oblačnosti ili drugih faktora koji mogu da naruše njegov rad.

Ako za primer uzmemo prosečno domaćinstvo koje dnevno troši 13,33 kWh, a koje se nalazi u Beogradu gde je prosečna insolacija 5,7 sunčevih sati dnevno, uz faktor neefikasnosti dobijamo 13.3 ÷ 5,7 ÷ 0,9 = 2,59 kWh. Tako bi za dnevne potrebe jednog ovakvog domaćinstva bilo potreban solarni sistem snage 2,59 kWh, odnosno 2590 W.

Poslednji korak u računanju jeste deljenje potrebne snage sa konkretnom snagom panela. Ako u obzir uzmemo jedan prosečni panel snage 350 W, za prosečno domaćinstvo bi biblo dovoljno: 2590 ÷ 350 = 7,4 panela. Naravno, pošto je nemoguće kupiti samo 0,4 deo panela, rezultat zaokružujemo na 7 ili 8.

Još jednom napominjeno da je ovo prilično gruba kalkulacija koja se odnosi samo na prosečne rezultate. U praksi, dnevna potrošnja umnogome varira od domaćinstva, gde ljudi koji se greju na TA peć ili koriste starije on/off klime mogu mesečno da potroše i 1400 kWh tokom leta ili zime. Zbog toga je za što preciznije rezultate, najbolje zatražiti pomoć stručnjaka.

Izračunavanje potreba za baterijske sisteme

Kod izračunavanja snage za baterijske sisteme stvari već postaju znatno komplikovanije, pre svega zato što nemate uvid u dnevnu potrošnju, već morate unapred da je planirate. Pozitivna strana jeste što se baterijski, odnosno off-grid sistemi najčešće koriste za vikendice i brvnare u kojima realno nećete koristiti previše zahevne električne aparate kao u kući i u mrežnom sistemu. Zbog toga je najbolje računanje snage baterijskog sistema prepustiti stručnjacima, ali mi vam dajemo nekoliko saveta koji vam mogu pomoći pri izboru. Pored planiranja dnevnih potreba za strujom, treba razmisliti i o kapacitetu baterija, odnosno akumulatora i pretvaraču napona odnosno invertoru.

Odakle početi?

Kao i kod mrežnih sistema, prvi korak u izboru odgovarajućeg off-grid sistema jeste izračunavanje dnevne potrošnje. S obzirom da je najčešće reč o vikendicama, broj potrošača je mali, pa možete da imate televizor, sijalice, frižider, koristite laptop i punjač za telefon. Da bi došli do dnevne potrošnje, kao i kod mrežnih sistema, morate da pomnožite snagu i predviđeno vreme rada svakog uređaja, kako bi dobili okvirnu dnevnu potrošnju u vat-satima. Primera radi, televizor prosečno troši 50W, pa je za 4 sata gledanja dnevno potrebno 200 Wh, frižder prosečno potroši 500 Wh tokom dana itd.

Kako je broj potrošača znatno manji, i npr. obuhvata frižider, sijalice, set box i punjač, dnevna potrošnja ne prelazi 1 kWh, odnosno 1000 Wh. Međutim, uključivanjem alata i malih kuhinjskih aparata, potreba može i da se duplira, a dodavanjem bojlera i većih potrošača, prelazi 2 kWh. Za lakše računanje, tekstu ćemo uzeti prosečnu dnevnu potrošnju od 1,5 kWh odnosno 1500 Wh.

S obzirom da je za konkretne lokacije veoma teško pronaći konkretne informacije o broju sunčanih sati, koriste se koeficijenti od 1,5 za zimu, 3 za proleće i jesen i 5 za zimu. Naime, jedan solarni panel proizvodi 1,5 puta svoje snage tokom zime, kada ima najmanje sunca, dok njegova efikasnos prelazi i pet puta tokom leta. Međutim, kako ne treba prepuštati stvar slučaju, uvek se uzima najniži koeficijent, odnosno efikasnost tokom zime koja iznosi 1,5.

Ukoliko vikendicu koristimo tokom cele godine, sa potrošnjom u primeru od 1500 Wh, za potrebe će biti dovoljan sistem snage 1500/1,5= 1000 Wh. Ako se vikendica koristi samo tokom leta, potrebe mogu da budu znatno manje, dosnono samo 1500/5= 300 Wh. Kada smo izračunali potrebe, veoma lako možemo da izračunamo i broj potrebnih panela. Međutim, za off-grid sisteme se usled manjih zahteva koriste i slabiji paneli, pa je za napajanje potrebno svega 2-3 panela manje snage od oko 150-300 W. Međutim, stvari nisu tako jednostavne kao kod mrežnih sistema, jer treba u obzir uzeti i posebne elemente kao što je baterija i pretvarač napona.

Baterija za off-grid solarni sistem

Akumulator ili baterija za off-grid solarni sistem je jedan od njegovih najvažnijih delova, jer skladišti energiju koja se kasnije koristi kada nema sunca. Baterijski kapacitet se ističe u amperima, pa da bi odredili odgovarajuću bateriju za sistem, moramo opet da se vratimo na računanje.

S obzirom da se za manje off-grid sisteme, kao što je ovaj iz našeg primera, koriste baterije koje rade na 12 V, koristeći formulu amper = vat / volt možemo doći do potrebne amperaže. U našem primeru, 1500 W / 12 V = 125 A, što nam daje potrebnu amperažu baterije. Međutim, sada u obzir treba izračunati autonomiju sistema, koja podrazumeva koliko dugo sistem može da radi bez sunca, odnosno bez punjenja. To prosečno iznosi tri dana, iako se u praksi izuzetno retko dešava da do baterije ne dođe nikakva energija celih 3 dana.

Zbog toga dolazimo do potrebnog kapaciteta od 3x125 A, što označava da nam je potrebno ukupno 375 ampera da bi sistem funkcionisao bez iako u njemu nema struje dana. Međutim, u obzir treba uzeti i DOD (depth of discharge) faktor baterije, koji označava koliko će najduže baterija trajati ukoliko se puni i prazni do određenog procenta. Najčešće je to 50%, ali moderniji uređaju dozvoljavaju i do 70% pražnjenja baterije uz zadržani broj radnih ciklusa baterije.

Ako se u obzir uzmu 2 ciklusa, odnosno punjenje i pražnjenje, za potrebe naše vikendice bi bilo porebno 2x375 ampera, odnosno baterija kapaciteta od 750 ampera. Takva računica je najsgiurnija, ali najčešće predstavlja visoku investiciju jel bi trebalo kupiti 3 baterije kapaciteta 250 ampera, što nije mali izdatak. Zbog toga se najčešće uzima u obzir da će povremeno doći i do 70% pražnjenja, što neće trajno oštetiti bateriju ako se dešava tek povremeno zbog čega će biti dovoljne i dve baterije snage 250 ampera.

Kontroler punjenja baterija

Solarni regulator ili kontroler punjenja baterija igra važnu ulogu u održavanju dugotrajnosti akumulatora. Kontroler se bira u odnosu na voltažu sistema 12/24 V, i u odnosu na amperažu koju isporučuje potrošačima i baterijama. Moderni uređaji imaju sve napredne sisteme koji regulišu punjenje i garantuju dugotrajnost i bezbednost. Pri izboru kontrolera, treba voditi o struji kratkog spoja svakog panela (Isc), koja najčešće iznosi nešto više od 9,5 A. Ukoliko na vikendici imamo dva ili tri panela, njihova struja kratkog spoja iznosi nešto manje od 20 odnosno 30 ampera, pa treba voditi računa o amperaži koju isporučuje kontroler kako ne bi došlo do kratkog spoja. Za manje sistema, kao što je u našem primeru off-grid vikendica, biće dovoljni kontroleri napona 12V/24V koji podržavaju amperažu do 50 ampera. Paralelnim povezivanjem više slabijih kontrolera npr. od 10 ampera, se postiže zadovoljavajuća i bezbedna struja punjenja koja omogućava nesmetan rad.

Pretvarač napona

Pretvarač napona pretvara jednosmernu u naizmeničnu struju i napon baterije od 12/24V u radni naponi svih kućnih aparata koji iznosi 220V. Međutim, ovo nije jednostavan uređaj jer mora da izdrži istovremeno paljenje svih uređaja u vikendici, eng. surge power. Zbog toga svaki invertor u specifikacijama ima izraženu voltažu sistema koji podržava i snagu koju može da izdrži u vatima. Pri izboru invertora treba voditi računa o većim potrošačima kao što su bojleri, firžideri ili zamrzivači. Iako oni na dnevnom nivou ne troše previše struje, njihovo uključivanje može da zatraži snagu koja je 5-10 puta od deklarisane snage. Zbog toga za vikendicu iz našeg primera u kojoj se nalazi fižider, treba izabrati invertor koji može da podriži minimum 700-800W startne struje, pa bi logični izbor bili oni od izmenjivači 1000W.

Nakon invertora ostaju još i nosači, ali o njima i montaži uglavnom brinu distributeri. Kao što možete da primetite, planiranje potrebne opreme za off-grid sisteme može da bude veoma komplikovano, zbog čega se najčešće prepušta samom distributeru. Međutim, pozitivna strana je što gotovo svi proizvođači u ponudi imaju već konstruisane off-grid solarne sisteme koji obuhvataju sve elemente koji su međusobno kompitabilni, i mogu da zadovolje potrebe različitih kupaca.

Šta je potrebno za postavljanje solarnih panela?

Nakon što ste izabrali lokaciju, sistem i izračunali veličinu solarnog sistema odnosno broja panela, vreme je za administraciju. Naime, panele ne možete postaviti na svoju ruku, posebno ako je reč o mrežnim sistemima, već je potreban niz dozvola. Svi koji žele da postave panele prvo moraju od projekantske kuće da zatraže projekat koji predstavlja rešenja za postavljanje panela, bilo da je to krov ili zid. Nakon toga, projekat se predaje kako bi se dobile lokacijske dozvole i rešenje o tome da li mogu da se izvedu projektom planirani radovi. Ukoliko projekat prođe sve uslove i dobije lokacijsku dozvolu, pristupa se ugradnji, a dalje obaveze preuzima EPS.

EPS predstavlja uslove u kojima se opisuju konkretno solarni paneli, odnosno proverava njihova pouzdanost, struja i tehničke karakteristike, a nakon toga distribucija postavlja posebni dvosmerni merač, koji je sposoban da meri količinu predate i uzete struje iz sistema. Ukoliko sve prođe bez problema, vlasnici solarnih panela potpisuju ugovor o snabdevanju električnom energijom ea EPS-om. Nakon zakljčivanja ugovora, ovlašćena lica su dužna da u zakonski propisanom roku priključe sistem na mrežu. Vlasnici budućih elektrana na licu mesta moraju da dostave izjavu odgovornog izvođača da je ugradnja izvršena u skladu sa projektom i tehničkim uslovima. Kada se stručna lica uvere da su ispoštovani svi tehnički uslovi, povezuju solarni sistem na mrežu i upisuju u registar proizvođača-potrošača električne energije.

Ovako objašnjeno, celokupan proces deluje prilično jednostavno, ali praksa govori da može da traje i više od pet meseci, iako se poslednjih godina radi na pojednostavljanju. Problem predstavlja kada se paneli instaliraju bez dozvole, ili prođe veoma dug period između postavljanja i povezivanja na mrežu, jer sistemi generišu napon otvorenog kola, koji može biti potencijalno opasan i izazove požar, ili postepeno degradiranje solarnih panela.

Dugotrajnost panela i isplatljivost invesicije

Dugotrajnost panela na prvom mestu zavisi od materijala, odnosno načina izrade solarnih ćelija panela. Najizdržljiviji su monokristalni solarni paneli, koji najčešće traju oko 25 godina, pa se taj broj često uzima kao prosečni vek trajanja jednog panela. Pozitivna stvar je što gotovo svi proizvođači, odnosno distributeri daju garanciju na panele, koja približno iznosi koliko i njihov radni vek. Ovako relativno dugi radni vek gotovo svima uliva nadu da bi investicija vremenom isplati, o čemu se i često govori na internetu.

Solarni paneli zahtevaju relativno visoku početnu investiciju, koja u proseku iznosi 5-10 hiljada evra. Međutim, cene variraju u odnosu na sami tip solarnog sistema, potrebne opreme i zahvata za postavljanje panela. Ipak, inicijalna investicija je svakako niža kod off-grid sistema, gde priključivanje udaljene vikendice na mrežu može da bude i do pet puta skuplje od solarnog sistema. Bez obzira na sistem i visinu investicije, opet se postavlja pitanje - da li se ulaganje u solarne panele isplati?

Odgovor na pitanje opet zavisi od brojnih faktora kao što su lokacija, kapacitet i potencijal za proizvodnju solarne energije. Ipak, stručnjaci tvrde da je potrebno oko 7-10 godina da se investicija isplati. Uzimajući u obzir dugotrajnost panela, prema datim proračunima, ulaganje u solarne panele je isplativa investicija. O tome posebno govore ljudi koji solarne panele pored ekonomskih, biraju i iz ekoloških razloga.

Sa druge strane, negativna iskusva dele određeni proizvođači, koji svedoče da je usled visokih kamata EPS-a, investicija prilično upitna. Oni navode da su umesto očekivanih umanjenja računa od 50 i više procenata, uvideli razliku od samo 20-30%. Prema njihovim očekivanjima, oni bi svoji solarni sisem tokom njegovog radnog veka samo mogli da isplate, ali ne i više od toga.