Saulės energetika

Saulės energetika

Saulės energetikos patraukliausia savybė yra ta, kad žaliava – saulės šviesa gaunama nemokamai. Tačiau ji turi ir ženklių trūkumų – nestabilumą tiek dienos metu, tiek metų bėgyje. Debesuotą dieną šviesos kiekis, patenkantis ant elektrą generuojančių įrenginių labai reaguoja į besikeičiantį debesuotumą ( žr. Pav.), o metų eigoje saulės šviesos kiekis , tuo pačiu generuojamos elektros kiekis, sausio ir birželio mėnesį skiriasi 8 kartus (žr. Pav). Be to, saulės elektra generuojama tik dieną, o naktį jos neturime, nors elektros poreikis išlieka ir vakarais, ir naktį

Nepaisant minėtų netolygumų, metinė elektros gamyba iš saulės įrenginių yra gana gerai prognozuojama: Lietuvos sąlygomis iš instaliuoto saulės jėgainės 1 kW vidutiniškai gaunama 950 kWh elektros energijos. Tačiau šis energijos kiekis šiek tiek skiriasi atskiruose Lietuvos regionuose, kadangi šiuose regionuose skiriasi šviesos energijos kiekis, patenkantis į žemės paviršiaus ploto vienetą.

Dėl saulės šviesos energijos pasiskirstymo nevienodumo ir vidutinis generuojamos energijos kiekis atskiruose VRM objektuose skirsis. Iš 1 kW instaliuotos galios saulės elektrinės vidutiniškai bus gaunama:

Palangoje – 1080 kWh elektros energijos;

Vilniuje – 900 kWh;

Kaune – 920kWh.

Saulės energijos generavimas atskirais metais skiriasi nedaug: „blogų“ ir „gerų“ metų skirtumas nebūna didesnis negu 5%.

Teisinė dalis

Saulės elektrinių įrengimą reglamentuoja LR „Atsinaujinančių išteklių energetikos įstatymas“ ir LR „Energetikos įstatymas“ su juos palydinčiais Energetikos ministro įsakymais.

Pagrindiniai reikalavimai, norint įsirengti saulės jėgainę, ir jų įgyvendinimo eiga yra šie:

• gauti LESTO/ESO išankstines technines sąlygas,
• – gauti Valstybinės energetikos inspekcijos „ Leidimą plėsti elektros energijos gamybos pajėgumus“;
• – gauti LESTO/ESO Prisijungimo sąlygas,
• – šiais dokumentais remiantis parengti saulės jėgainės projektą;
• – įrengti saulės jėgainę ir gauti valstybinės energetikos inspekcijos Aktą-pažymą dėl jos tinkamumo;
• – gauti Valstybinės energetikos inspekcijos „ Leidimą gaminti elektros energiją“,
• – pranešti LESTI/ESO apie jėgainės įrengimą arba sudaryti sutartį su tiekėju dėl elektros gamybos (jei bus taikoma dviguba apskaita).

Naujas ir palankias galimybes saulės energiją plačiau panaudoti suteikia AIE įstatyme numatyta galimybė pagamintos, bet nesuvartotos saulės elektros dalį atiduoti skirstomųjų elektros tinklų operatoriui, o po to ją susigrąžinti, taip vadinama „ dvigubos apskaitos“ sistema. Ji ypač naudinga objektuose, kurie mažai vartoja elektros savaitgaliais arba vasarą. Šiuose objektuose pagamintą perteklinę elektrą galima atiduoti į tinklus, o esant trūkumui – susigrąžinti. Tai sudaro žymiai palankesnes sąlygas efektyviam saulės elektros panaudojimui. Kol kas ši sistema taikoma tik iki 50 kW galios jėgainėms, tačiau šiuo metu Energetikos ministerijoje ir Seime aptariama galimybė šią ribą padidinti iki 100 kW.

Visą saulės jėgainės tipinį kompleksą sudaro:

• – Saulės fotovoltiniai moduliai;
• – Modulių tvirtinimo metalinės konstrukcijos;
• – Įtampos keitikliai;
• – Elektros kabeliai ir jungtys, sujungiančios modulius su įtampos keitikliais.

Nuo įtampos ketiklių įtampa jėgos kabeliais paduodama š esamą objekto elektros tinklą.

Saulės elektra gaminama saulės elektros moduliuose, dar vadinamuose fotovoltiniais moduliais. Tai – puslaidininkinės stiklu padengtos plokštės, dažniausiai 100 X 170 cm (tipinio) arba 100X200 cm (padidinto) dydžio, sveriančios 24 arba 28 kg. Moduliai gali būti su aliuminio rėmais arba be jų (stiklas/stiklas tipo moduliai).

Dažniausiai naudojami polikristalinio arba monokristalinio silicio moduliai.

Polikristaliniai moduliai yra pagaminti iš polikristalinio silicio, t. y. tokio, kuris išsikristalizavo iš daugybės monokristalų. Paprastai celės yra šviesiai mėlynos spalvos, turi kvadrato ar stačiakampio formą, dažnai yra matomi kristalų kraštai. Šis celių tipas turi aukštą naudingumo koeficientą, tačiau žemesnį už mono- modulių ir didelį galios sumažėjimo rodiklį, kylant aplinkos temperatūrai, tačiau žemesnį už mono- modulių. Taip pat polikristaliniai moduliai, lyginant su monokristaliniais, yra 8-15% pigesni.

Privalumai:

• Palanki kaina
• Aukštas naudingumo koeficientas (14 – 16%)
• Didelis tiekėjų pasirinkimas
• Galima naudoti su bet kuriuo tinklo inverterio ar įkrovimo valdiklio tipu
• Sąlyginai didelė vieno modulio galia, kas mažina bendrą modulių skaičių ir palengvina montavimo darbus

Trūkumai:

• Margas mėlynos spalvos paviršius, kuris ne visiems patinka
• Dėl didelės pasiūlos ir sąlyginai paprasto gamybos proceso labai lengva įsigyti prastos kokybės produktus, todėl verta rinktis tik patikimus gamintojus
• Aukštas temperatūrinis galios koeficientas (0.40 – 0.47%/C), todėl karštą vasaros dieną sumažėja generuojama galia

Monokristaliniai (MONO c-Si) saulės moduliai

Monokristalinio saulės modulio celės yra pagamintos iš didelių silicio monokrostalų. Dažniausiai yra juodos spalvos. Šis modulių tipas pasižymi tuo, jog turi aukščiausią naudingumo koeficientą ir didžiausią galios sumažėjimo rodiklį, didėjant aplinkos temperatūrai. Be tradicinių monokristalių celių taip pat yra gaminamos HIT tipo celės ir celės su dviem elektrodais modulio galinėje pusėje. Tai yra didelio našumo nišiniai sprendimai.

Privalumai:

• Aukštas naudingumo koeficientas (15 – 18%)
• Gražus juodos spalvos paviršius
• Didelis tiekėjų pasirinkimas
• Galima naudoti su bet kuriuo tinklo inverterio ar įkrovimo valdiklio tipu
• Sąlyginai didelė vieno modulio galia, kas mažina bendrą modulių skaičių ir palengvina montavimo darbus
• Geras našumas esant silpnai saulės spinduliuotei

 Trūkumai

• Dėl didelės pasiūlos ir sąlyginai paprasto gamybos proceso labai lengva įsigyti prastos kokybės produktus, todėl verta rinktis tik patikimus gamintojus
• Aukšta kaina
• Aukštas temperatūrinis galios koeficientas (0.43 – 0.5 %/C), todėl karštą vasaros dieną sumažėja generuojama galia