Instalater 11, 11/03

INSTALATER – Stručni časopis za grijanje – klimatizaciju – sanitarije * broj 11, studeni 2003.

FN MODULI

Povoljnije, dostupnije i ekološki mudrije!

Fotonaponski modul, naime, proizvodi struju tamo gdje treba, ne zahtijeva nikakva goriva, gotovo nikakvo održavanje, pruža prednost realizacije “sustava na mjeru”, prema realnim zahtjevima i potrebama potrošača

Primjeri aplikacija za izolirane potrošače na kojima se bazira i ruralna elektrifikacija teritorija koji nisu priključeni na priključak struje su:

• ispumpavanje vode, naročito u poljoprivredi za potrebe navodnjavanja
• napajanje radio-repetitora, stanica za sakupljanje i prijenos podataka (meteoroloških, seizmičkih i si.)
• unjenje baterija, u marinama, za slobodno vrijeme, za vojne instalacije
• za signalizaciju i sprečavanje incidenata, u službama civilne zaštite
• u sanitarnim službama, npr. za napajanje hladnjaka, potrebnih naročito u zemljama u razvoju za pohranjivanje cjepiva i krviza
• osvjetljenje i općenito opskrbu struje
• za signalizaciju opasnosti na cestama, lukama i aerodromima
• za napajanje alarmnih uređaja i si.

Teško je ne primijetiti koliko je posljednjih godina naraslo tržište fotonaponske energije. Moduli koje možemo vidjeti na krovovima kuća ili u blizini raznih uređaja, našli su široku ekonomsku primjenu pokazavši se dragocjenim u svim situacijama u kojima je potrebno napajanje električnih potrošača – žarulja, motora, TV repetitora, radiotelefona i si. – smještenih na lokacijama na kojima bi uvođenje linija struje bilo preskupo. Fotonaponski modul često zamjenjuje zastarjela i nezgodna rješenja iz prošlosti poput velikih, bučnih i neekoloških generatora i drugih elektronskih grupa. Ovaj zanimljivi prilog nastao je suradnji sa Solarisom, tvornicom fotonaponskih modula iz Novigrada.

“Stand alone” sustavi

Fotonaponski modul, naime, proizvodi struju tamo gdje treba, ne zahtijeva nikakva goriva, gotovo nikakvo održavanje, pruža prednost realizacije “sustava na mjeru”, prema realnim zahtjevima i potrebama potrošača. Sustavi FN se mogu svrstati u dvije osnovne kategorije. Prva kategorija su tzv. ’stand alone’ sustavi tj. aplikacije izoliranih potrošača, a druga su tzv. ‘grid connected’ sustavi koji su zapravo centrale spojene na električnu mrežu. S obzirom da priključenje na električnu mrežu u Hrvatskoj još uvijek nije moguće, nama su zanimljiviji (i jedini mogući) prvi, ’stand alone’ sustavi. Takvi sustavi traže sustav akumuliranja energije kako bi garantirali opskrbu energije i noću i u nepovoljnim me-tereološkim uvjetima, a ako potrošači funkcioniraju na izmjeničnu struju, dodaje se i inverter (pretvarač napona) koji pretvara izlaznu, istosmjernu struju iz modula u potrebnu, izmjeničnu struju.

“Grid connected” sustavi

Vrlo važni, i u novije vrijeme u sve većem porastu u zapadnim zemljama, su i sustavi spojeni na električnu mrežu. FN centrala izgrađena u Serrei kod Salerna (Italija) koja zauzima površinu od 7 hektara i ima nominalnu snagu od 3,3 MW te godišnju proizvodnju od 4,5 milijuna kWh. Sagrađena je od 45.000 FN modula što je jednako 2.600.000 ćelija. Da bi se dobila ideja o energetskom potencijalu i potrebnoj površini vezanih uz jednu takvu centralu, smatra se daje potreban prostor kojeg zahtijeva FN sustav snage od 1000 kW (odnosno jedan MW, koji predstavlja otprilike potrebnu snagu dovoljnu da zadovolji potrebe za električnom energijom od 350-400 obitelji) otprilike oko 20.000m2, odnosno, dva hektara, gdje je oko 50% površine prekriveno modulima i segmentima sustava, a ostalih 50% pripada površini koja ostaje slobodna, ali potrebna radi sprečavanja osjenčenja.

Ruralna elektrifikacija

Nedostatak električne energije za stanovnike ruralnih područja predstavlja probleme koji im otežavaju svakodnevni život, posao, mogućnost zabave, pristup kulturi, informacijama, higijeni. Mogućnost da raspolažu električnom energijom neophodna je kako bi približila stupanj njihove kvalitete života kvaliteti populacije koja ju koristi. Raspoloživost električne energije dobivene iz FN modula u takvim područjima, često se pokazalo ekonomski isplativim postupkom i to upravo zbog velikih troškova vezanih uz uvođenje struje u teško pristupačnim zonama sa slabom naseljenošću i malom potrošnjom. Čak i kada ne postoje ekonomska opravdanja uvođenja električne energije, treba uzeti u obzir nedostatke vezane uz uporabu goriva, buku, zagađenje, niski (oko 30%) energetski rendiment i neizbježne troškove održavanja. Mali FN sustavi korisni su za napajanje električnih potrošača koji su smješteni na mjestima gdje nema struje ili na mjestima gdje uvođenje struje podrazumijeva prevelike troškove u odnosu na potrebnu količinu električne energije. Slična aplikacija može, osim toga, biti korisna i za uvođenje električne energije na teško dostupna mjesta, izbjegavajući pritom problematične radove na iskopima za električne vodove. Posebno, karakteristike fotonaponskih sustava omogućavaju odgovore na probleme nedostatka električne energije u zemljama u razvoju: preko dvije milijarde stanovništva na Zemlji, koji žive u najsiromašnijim dijelovima zemlje, nemaju mogućnost spajanja na električnu mrežu. Iskustvo posljednjih nekoliko godina pokazalo je da se FN energija jednostavno uvodi na takvim mjestima čime se mijenja i poboljšava kvaliteta života tih naselja, jer i nekoliko watti raspoložive snage mogu imati neprocijenjenu vrijednost u sličnim uvjetima! Istovremeno, uvođenje FN energije poštuje eko-ambijent još industrijski nekontaminiranih područja.

Smanjenje zagađenja okoliša

Uporaba FN modula u građevini može biti primijenjena za .potrebe potrošača u ’stand alone’ sustavima koji raspolažu akumulatorima za osiguravanje struje i za vrijeme bez izolacije, kao i u sustavima koji su povezani na mrežu. Ova vrsta aplikacije pokazuje više prednosti:

• proizvedena energija iz modula ima veću vrijednost odone koja se dobiva iz mreže, jer nema gubitaka u prijenosu energije
• trošak instalacije FN sustava predstavlja trošak koji smanjuje ukupni trošak gradnje zgrade uzme li se u obzir da su moduli elementi gradnje koji zamjenjuju krovište ili fasadu objekta.
• usvajanje takvih sustava dovodi do izravnog širenja među potrošačima veće energetske svijesti, s pozitivnim pomacima u razvoju racionalnog korištenja električne energije što se uvijek naglašava kao vrlo važnim tijekom instalacije i upotrebe FN energije. Ugradnja FN modula na krovove i fasade sve je zanimljivija naročito u zemljama koje nastoje bar djelomično time smanjiti pretjeranu energetsku ovisnost iz uvoza i posebno odgovoriti na sve veći pritisak smanjenja rizika zagađenja okoliša te su voljni podnijeti veće ekonomske opterećenja. Slučaj je Japana, Njemačke i SAD-a koji se na razne načine pripremaju da bi podržali rastuće tržište FN sustava integriranih u urbane sredine. Proizvodnja se sve više orijentira prema modulima velikih snaga i do 160W ugrađenih u krovišta i fasade. Primjeri takvih aplikacija su: prekriveno parkiralište aerodroma u Sacra-mentu (128 kWp), sustav od 65 kWp na 28. katu nebodera na Times Square u New Yorku, FN krov od 1 MWp u Monacu itd. Osim toga, ne smijemo zaboraviti na estetski izgled fotonaponskih modula.
• Ćelija silicija ima veoma lijep estetski izgled što je čini zanimljivom za arhitekte kao materijal za građevinu.

(Literatura: ENEA: Energia elettrica dal Sole)

Prema studiji Ujedinjenih naroda, 400 milijuna obitelji nema mogućnost pristupa i uporabu struje: procijenjeno je da je potencijalno tržište FN aplikacija za izolirane kuće (tzv. ’so-lar home svstems’) otprilike 200 milijuna obitelji. Trenutno oko 400 milijuna obitelji u zemljama u razvoju koristi male FN sustave (od 20 do 60 W snage) za napajanje fluorescentnih žarulja, radijskih i tv prijemnika te drugih, malih, kućanskih aparata. Osnovna zapreka koja se postavlja raširenju FN tehnologije u zemljama u razvoju je zasigurno financijskog karaktera. Trenutno, industrije iz sektora i zainteresirane internacionalne organizacije pokušavaju pronaći rješenje sličnih problema prisvajajući posebne financijske sheme koje će uzeti u obzir potrebu i mogućnosti zainteresiranih zemalja.