Sonce - moč na površino
Moč na površino, ki jo dobimo iz sončne energije, je odvisna od več dejavnikov, predvsem od:
- lokacije,
- letnega časa,
- dela dneva (jutro, poldan, večer, noč itd.) in
- vremenskih pogojev.
V optimalnih pogojih lahko na površini Zemlje dobimo približno 1000 vatov (W) = 1 kW na kvadratni meter površine (1 kW/m2).
To je gostota energijskega toka opoldanskega sonca na dan brez oblačka. Velja za površine, obrnjene pravokotno proti soncu, in ne za vodoravne površine.
Da dobimo realno moč sončnega obsevanja na kvadratni meter (m2), moramo upoštevati kot med sončnimi žarki in zemeljsko površino. S tem se jakost opoldanskega sonca v Sloveniji zmanjša na okrog 70 % vrednosti, ki jo ima ta na ekvatorju. Do nadaljnjega zmanjšanja pa pride, ker seveda ni ves dan opoldne.
Fotonapetostni sistemi
Fotonapetostni (PV) sistemi neposredno pretvarjajo sončno energijo v električno energijo. Fotonapetostne sisteme delimo na samostojne in omrežne. Samostojni sistemi so običajno namenjeni proizvajanju električne energije na območjih, kjer ni električnega omrežja (gorske koče, podeželje, počitniške hišice itd.). Omrežni sistemi so namenjeni proizvodnji električne energije, ki se oddaja neposredno v električno omrežje.
SAMOSTOJNI SISTEMI
Samostojni sistemi z električno energijo oskrbujejo porabnike znotraj lokalnega električnega omrežja. Poznamo:
- PV-sisteme brez akumulatorja ali z akumulatorjem,
- PV-sisteme z enosmernimi porabniki ali izmeničnimi porabniki,
- čisti ali hibridni PV-sistemi (v kombinaciji z drugimi generatorji električne energije).
OMREŽNI FOTONAPETOSTNI SISTEMI
Omrežni PV-sistemi vso električno energijo oddajajo v električno omrežje. Te imenujemo sončne elektrarne. Poznamo:
- razpršene sisteme (hišne sončne elektrarne) in
- centralne sisteme (velike sončne elektrarne s konično močjo nad 100 kW)
Pri nas so najbolj razširjeni omrežni PV-sistemi moči med nekaj kW in do 1 MW. Najpomembnejše komponente takšnih sistemov so fotonapetostni moduli ter eden ali več razsmernikov.
Kakšno sončno elektrarno potrebuje povprečno slovensko gospodinjstvo?
Če predpostavimo, da povprečno slovensko gospodinjstvo letno porabi okoli 3200 kWh električne energije in da sončna elektrarna z nazivno močjo 1 kW v Sloveniji letno proizvede dobrih 1000 kWh električne energije, lahko izračunamo, da povprečno gospodinjstvo za pokrivanje lastne porabe potrebuje sončno elektrarno moči okoli 3 kW. To v primeru PV-sistema s 15% izkoristkom pomeni okoli 20 m2 površine fotonapetostnih modulov, pri sistemu z 10-odstotnim izkoristkom pa okoli 30 m2 potrebne površine.
Pri tem moramo opozoriti, da takšen sistem gospodinjstva ne naredi neodvisnega od omrežja, pač pa pomeni le, da je v gospodinjstvu porabljena električna energija enaka skozi vse leto po zaslugi električne energije, proizvedene v sončni elektrarni.