Mar 05,2025
Η κατανόηση βασικών ηλεκτρικών όρων, όπως τάση (V), ένταση (I) και ισχύς (P), κάνει τη διαφορά όταν προσπαθείτε να αποκομίσετε το μέγιστο από φωτοβολταϊκά πάνελ. Η ισχύς προκύπτει βασικά από τον πολλαπλασιασμό της τάσης, που δρα σαν ηλεκτρική πίεση, με την ένταση, δηλαδή την ταχύτητα ροής του ηλεκτρισμού, οπότε P ισούται με V επί I. Αυτοί οι τρεις παράγοντες επηρεάζουν σημαντικά το πόσο καλά ένα φωτοβολταϊκό σύστημα μετατρέπει το φως του ήλιου σε ηλεκτρισμό που μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε. Για παράδειγμα, σκεφτείτε τα προβλήματα σκίασης. Όταν τμήματα της πλακέτας σκιάζονται ή οι θερμοκρασίες μεταβάλλονται δραστικά, η τάση πέφτει κάτω από το επιθυμητό επίπεδο και ξαφνικά ο μετατροπέας δεν λειτουργεί πια σωστά. Αυτό σημαίνει λιγότερο ηλεκτρισμό στο τέλος της ημέρας. Έρευνα του NREL δείχνει πόσο σημαντική είναι η πτώση απόδοσης στα συστήματα όταν η τάση και η ένταση δεν διαχειρίζονται σωστά. Άρα, η γνώση αυτών των βασικών αρχών δεν είναι απλώς θεωρία· επηρεάζει άμεσα το αν οι ιδιοκτήτες σπιτιών και οι επιχειρήσεις θα επωφεληθούν πραγματικά από τις επενδύσεις τους στην ηλιακή ενέργεια.
Η επιλογή μεταξύ πολύκλωνου και μονόκλωνου καλωδίου έχει μεγάλη σημασία κατά τη ρύθμιση φωτοβολταϊκών συστημάτων. Το πολύκλωνο καλώδιο αποτελείται από πολλές μικρές κλώνους συνεστραμμένες μαζί, καθιστώντας το πολύ πιο εύκαμπτο σε σχέση με το μονόκλωνο καλώδιο που κατασκευάζεται από έναν συνεχή αγωγό. Αυτό κάνει τη διαφορά κατά την εγκατάσταση, ειδικά σε περιπτώσεις όπου τα καλώδια υφίστανται κραδασμούς ή μετακινείται συχνά. Οι εγκαταστάτες ηλιακών συστημάτων προτιμούν το πολύκλωνο καλώδιο για εξωτερική χρήση, καθώς αντιμετωπίζει πολύ καλύτερα τις ακραίες συνθήκες από τις καιρικές αλλαγές και τη φυσική καταπόνηση. Μάλιστα, μια μεγάλη εταιρεία ηλιακής ενέργειας ανέφερε πως είχε πολύ λιγότερα προβλήματα με τις συνδέσεις στα συστήματά της όταν χρησιμοποιούσε πολύκλωνο καλώδιο, ακόμη και κατά τη διάρκεια σκληρών χειμερινών καταιγίδων και καλοκαιρινών κυμάτων ζέστης. Για τις περισσότερες φωτοβολταϊκές εγκαταστάσεις, ο συνδυασμός ευκαμψίας και ανθεκτικότητας καθιστά το πολύκλωνο καλώδιο την πιο συνετή επιλογή συνολικά.
Όταν πρόκειται για φωτοβολταϊκά συστήματα, οι αγωγοί από χαλκό και οι αγωγοί από αλουμίνιο επιστρωμένοι με χαλκό (CCA) προσφέρουν διαφορετικά πλεονεκτήματα, κυρίως όσον αφορά την ηλεκτρική αγωγιμότητα και το κόστος. Ο χαλκός είναι σχεδόν το χρυσό πρότυπο όσον αφορά την αγωγιμότητα και έχει και μεγαλύτερη διάρκεια ζωής, γεγονός που σημαίνει ότι χάνεται λιγότερο ρεύμα κατά τη μεταφορά του και το σύστημα λειτουργεί συνολικά καλύτερα. Ας το αντιμετωπίσουμε όμως, ο χαλκός απλώς κοστίζει περισσότερο σε σχέση με τους αγωγούς CCA. Τώρα, το CCA έχει και αυτό τη θέση του, καθώς είναι φτηνότερο, αλλά υπάρχει ένα μειονέκτημα. Αυτοί οι αγωγοί έχουν μεγαλύτερη αντίσταση και τείνουν να χάνουν περισσότερη τάση, ειδικά όταν τοποθετούνται σε μεγάλες αποστάσεις. Για χρήστες που εργάζονται με περιορισμένο προϋπολογισμό ή αντιμετωπίζουν μικρότερες αποστάσεις καλωδίωσης, το CCA μπορεί να είναι αρκετά καλό. Ορισμένες δοκιμές έδειξαν ότι ο χαλκός ξεπερνάει το CCA κατά πολύ όσον αφορά την εξοικονόμηση ενέργειας και τη διάρκεια ζωής του συστήματος, παρότι συνοδεύεται από υψηλότερη τιμή.
Όταν τα ηλιακά πάνελ συνδέονται εν σειρά, συνδέονται το ένα μετά το άλλο σε ευθεία γραμμή, κάτι που αυξάνει τη συνολική τάση που παράγεται. Αυτό λειτουργεί επειδή συνδέουμε τη θετική πλευρά του ενός πάνελ με την αρνητική πλευρά του επόμενου. Το αποτέλεσμα; Υψηλότερη τάση χωρίς να αλλάξει το επίπεδο του ρεύματος, οπότε αυτή η διάταξη είναι λογική όταν χρειαζόμαστε περισσότερη τάση για να επιτευχθεί καλή μετατροπή ενέργειας. Ωστόσο, υπάρχει ένα μειονέκτημα που αξίζει να αναφερθεί σχετικά με τα προβλήματα σκίασης σε συνδεσμολογίες εν σειρά. Αν ακόμη και ένα πάνελ σκιαστεί, ολόκληρη η αλυσίδα υφίσταται απώλεια απόδοσης. Για να αντιμετωπιστεί αυτό το ζήτημα, οι εγκαταστάτες συχνά προσθέτουν παράκαμψης διόδους, οι οποίες επιτρέπουν στο ηλεκτρικό ρεύμα να περνάει από πάνω από τα σκιασμένα πάνελ αντί να μπλοκάρεται πλήρως. Έρευνες δείχνουν ότι η συνδεσμολογία εν σειρά αυξάνει αποτελεσματικά την τάση του συστήματος, με αποτέλεσμα βελτιωμένα αποτελέσματα, ιδιαίτερα σε μεγάλες εγκαταστάσεις όπου τα πάνελ βρίσκονται κυρίως εκτός σκιάς. Για παράδειγμα, πολλές εμπορικές στέγες επωφελούνται από αυτήν τη διάταξη, αφού η διαρρύθμισή τους τείνει να αποφεύγει προβλήματα έντονης σκίασης.
Κατά τη ρύθμιση παράλληλης καλωδίωσης για φωτοβολταϊκά πάνελ, ουσιαστικά αυτό που συμβαίνει είναι να συνδέουμε όλα τα θετικά άκρα μαζί σε έναν αγωγό και όλα τα αρνητικά σε έναν άλλο. Αυτό βοηθά στην ηλεκτρική εξισορρόπηση και κάνει ολόκληρο το σύστημα πιο ανθεκτικό σε προβλήματα που προκαλούνται από σκιά. Σε σχέση με τη σειριακή καλωδίωση, όπου όλα προστίθενται, η παράλληλη διατηρεί το ίδιο επίπεδο τάσης αλλά προσθέτει το ρεύμα. Το μεγάλο πλεονέκτημα εμφανίζεται όταν κάποια πάνελ σκιάζονται ενώ άλλα δεν συμβαίνει το ίδιο. Με παράλληλη διάταξη, τα καθαρά πάνελ συνεχίζουν να λειτουργούν σε πλήρη ισχύ χωρίς να επηρεάζονται από τα γειτονικά που είναι σκιασμένα. Για παράδειγμα, σε αστικές εγκαταστάσεις, όπου δέντρα ή κτίρια ρίχνουν σκιές καθ' όλη τη διάρκεια της ημέρας. Έχουμε δει πραγματικές εγκαταστάσεις σε αστικά περιβάλλοντα όπου η αλλαγή σε παράλληλη καλωδίωση αύξησε σημαντικά την παραγωγή ενέργειας κατά τις δύσκολες περιόδους σκίασης. Είναι λογικό γιατί πολλοί εγκαταστάτες προτιμούν αυτή την προσέγγιση σε δυσμενείς θέσεις.
Όταν οι ηλιακές πλάκες χρησιμοποιούν μικτές διατάξεις σύνδεσης σε σειρά και παράλληλα, τείνουν να παρουσιάζουν καλύτερη απόδοση, καθώς συνδυάζουν τα πλεονεκτήματα και των δύο μεθόδων. Αυτές οι υβριδικές διατάξεις αυξάνουν πραγματικά τα επίπεδα της τάσης ενώ παρακολουθούν τη ροή του ρεύματος, γεγονός που σημαίνει πως το σύστημα συλλέγει ενέργεια πιο αποτελεσματικά συνολικά. Λειτουργούν πολύ καλά σε περιπτώσεις όπου το φως του ήλιου δεν είναι σταθερό σε διαφορετικές περιοχές ή όταν οι πλάκες πρέπει να τοποθετηθούν σε δύσκολα σχήματα γύρω από κτίρια. Ο τρόπος με τον οποίο αυτά τα συστήματα ισορροπούν την τάση και το ρεύμα τους επιτρέπει να φτάνουν σε αυτό που ονομάζουμε «γλυκό σημείο» του αντιστροφέα για μέγιστη παραγωγή ισχύος καθ’ όλη τη διάρκεια της ημέρας. Πραγματικές δοκιμές δείχνουν πως αυτά τα μικτά συστήματα μπορούν να παράγουν αισθητά περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια σε σχέση με τις συμβατικές διατάξεις, κάτι που είναι ιδιαίτερα χρήσιμο για ακίνητα που αντιμετωπίζουν μεταβαλλόμενες συνθήκες φωτισμού ή σκιερές περιοχές σε διάφορα σημεία. Για τους ιδιοκτήτες ακινήτων που ενδιαφέρονται για το τελικό κόστος, αυτή η διάταξη αποπληρώνεται συχνά πιο γρήγορα, καθώς αξιοποιεί καλύτερα το διαθέσιμο φως του ήλιου.
Ο τρόπος με τον οποίο η θερμοκρασία επηρεάζει τις ηλεκτρικές εγκαταστάσεις και η ποσότητα της ηλεκτρικής ενέργειας που παράγουν τα φωτοβολταϊκά συστήματα είναι πολύ σημαντικός, όταν προσπαθούμε να αποκομίσουμε το μέγιστο από τις ηλιακές εγκαταστάσεις. Όταν αυξάνεται η εξωτερική θερμοκρασία, τα μικροσκοπικά ηλιακά κελιά στην πραγματικότητα λειτουργούν λιγότερο αποτελεσματικά, επειδή δημιουργείται μεγαλύτερη αντίσταση στους αγωγούς που συνδέουν όλα τα εξαρτήματα μεταξύ τους. Έτσι, ακόμα κι αν ο ήλιος λάμπει δυνατά, μπορεί να παρατηρηθεί μειωμένη παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από την αναμενόμενη. Γι' αυτό το λόγο, πολλοί εγκαταστάτες σήμερα εξετάζουν υλικά που αντέχουν καλύτερα στη θερμότητα, όπως το σύρμα από αλουμίνιο επικαλυμμένο με χαλκό, το οποίο είναι καλός αγωγός του ηλεκτρισμού και παραμένει ψυχρότερο υπό πίεση. Μια ενδιαφέρουσα παρατήρηση προκύπτει και από έρευνα του Ινστιτούτου Fraunhofer ISE: κάθε φορά που η θερμοκρασία ξεπερνά τους 25 βαθμούς Κελσίου, οι ηλιακές συσκευές χάνουν περίπου το μισό τοις εκατό της απόδοσής τους ανά βαθμό. Επίσης, η διατήρηση των πλαισίων στην ιδανική θερμοκρασία λειτουργίας τους δεν είναι απλώς καλή θεωρία, αλλά κάνει πραγματική διαφορά στην απόδοση που θα έχουν οι άνθρωποι από την επένδυσή τους σε ανανεώσιμες πηγές ενέργειας.
Η μόνωση που αντέχει στην υπεριώδη ακτινοβολία είναι πολύ σημαντική για τη διατήρηση της καλής λειτουργίας των φωτοβολταϊκών συστημάτων για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα. Χωρίς κατάλληλη προστασία, οι ηλεκτρικές εγκαταστάσεις υποστούν ζημιές από την ηλιακή ακτινοβολία με την πάροδο του χρόνου, γεγονός που σημαίνει πως το σύστημα αρχίζει να υποβαθμίζεται πιο γρήγορα από ό,τι θα έπρεπε. Οι περισσότερες βιομηχανικές οδηγίες απαιτούν τα υλικά να αντέχουν στις δυσμενείς συνθήκες που επιβάλλει η φύση στον εξωτερικό χώρο, να ανταποκρίνονται σε καυτές μέρες και κρύες νύχτες καθώς και σε συνεχή ηλιακή έκθεση, χωρίς να καταστρέφονται. Οι ειδικοί του NREL διενήργησαν δοκιμές σε διάφορα υλικά και διαπίστωσαν πως εκείνα που είναι ανθεκτικά στην υπεριώδη ακτινοβολία διαρκούν πραγματικά πολύ περισσότερο σε σχέση με τα συνηθισμένα. Τα συστήματα που κατασκευάζονται με αυτά τα βελτιωμένα υλικά συνεχίζουν να λειτουργούν αποτελεσματικά καθ' όλη τη διάρκεια του κύκλου ζωής τους, αντί να παρουσιάζουν ξαφνική πτώση απόδοσης μετά από λίγα χρόνια.
Η τήρηση καλών πρακτικών κατά την εγκατάσταση φωτοβολταϊκών συστημάτων έχει μεγάλη σημασία για τη διασφάλιση της ασφάλειας και τη μεγιστοποίηση της απόδοσης τους. Σωστές τεχνικές γείωσης, η χρήση του κατάλληλου τύπου μονωμένων καλωδίων και η τήρηση των προτύπων NEC είναι όλα εξίσου σημαντικά για τη μακροχρόνια καλή λειτουργία των εγκαταστάσεων. Όταν αυτά τα βήματα εκτελούνται σωστά, βοηθούν στην αποφυγή επικίνδυνων καταστάσεων και στη διατήρηση της αποδοτικής παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας από τις ηλιακές πλάκες για χρόνια, αντί για μήνες. Οι περισσότεροι επαγγελματίες στον τομέα θα πουν σε όποιον ρωτήσει ότι η παράλειψη των απαιτήσεων των κανονισμών συχνά οδηγεί σε προβλήματα στο μέλλον, συμπεριλαμβανομένων κινδύνων πυρκαγιάς και σπατάλης ενέργειας. Έρευνες από ομάδες όπως η SEIA επιβεβαιώνουν αυτό το γεγονός, δείχνοντας ότι οι ηλιακές εγκαταστάσεις που ακολουθούν τις καθιερωμένες διαδικασίες τείνουν να αποδίδουν καλύτερα και να δημιουργούν λιγότερα προβλήματα τόσο για τους ιδιοκτήτες σπιτιών όσο και για τις επιχειρήσεις.
Προσαρμοσμένες συμβουλές, τέλειες λύσεις.
Αποτελεσματική παραγωγή, απρόσκοπτη προμήθεια.
Απαραίτητες δοκιμές, παγκόσμια πιστοποίηση.
Αμεση βοήθεια, συνεχή υποστήριξη.
EN