Protecția sistemelor fotovoltaice

Introducere

Sistemele fotovoltaice realizeaza conversia directa a energiei radiatiei solare in energie electrica, fara o poluare sonora si fara emisia unor gaze poluante in mediul ambiant. Sistemele fotovoltaice au fost folosite la inceput pentru a echipa satelitii, dupa aceea pe scara mai larga la echiparea ceasurilor electronice precum si a unor calculatoare. In ultimii 20 de ani sute de mii de sisteme fotovoltaice au fost instalate in toata lumea. Astfel de sisteme au functionat perioade lungi de timp in domenii ca pomparea apei, electrificarea unor localitati sau case izolate, gestionarea unor rezerve de apa, aparate de taxat pentru parcari, telecomunicatii sau protectie catodica. Totusi, in ciuda succesului acestor sisteme in toata lumea piata lor reprezinta numai un procent mic din ceea ce ar putea reprezenta piata de sisteme independente. Motivul principal nu este atat unul care tine de tehnologie cat lipsa de informatie. Existenta sistemelor fotovoltaice si rentabilitatea implementarii lor, atat la nivel urban cat si rural nu este cunoscuta de potentialii utilizatori.

Un panou solar fotovoltaic spre deosebire de un panou solar termic transformă energia luminoasă din razele solare direct în energie electrică. Componentele principale ale panoului solar reprezintă celulele solare.

Panourile solare se utilizează separat sau legate în baterii pentru alimentarea consumatorilor independenți sau pentru generarea de curent electric ce se livrează în rețeaua publică.

Un panou solar este caracterizat prin parametrii săi electrici cum ar fi tensiunea de mers în gol sau curentul de scurtcircuit.

Pentru a îndeplini condițiile impuse de producerea de energie electrică, celulele solare se vor asambla în panouri solare utilizând diverse materiale, ceea ce va asigura:

- protecție transparentă împotriva radiațiilor și intemperiilor

- legături electrice robuste

- protecția celulelor solare rigide de acțiuni mecanice

- protecția celulelor solare și a legăturilor electrice de umiditate

- asigurare unei răciri corespunzătoare a celulelor solare

- proteția împotriva atingerii a elementelor componente conducătoare de electricitate

- posibilitatea manipulării și montării ușoare

Construcția unui panou solar obișnuit

- Un geam (de cele mai multe ori geam securizat monostrat) de protecție pe fața expusă la soare,

- Un strat transparent din material plastic (etilen vinil acetat, EVA sau cauciuc siliconic) în care se fixează celulele solare,

- Celule solare monocristaline sau policristaline conectate între ele prin benzi de cositor,

- Caserarea feței posterioare a panoului cu o folie stratificată din material plastic rezistent la intemperii fluorura de poliviniliden (Tedlar) și Polyester,

- Priză de conectare prevăzută cu diodă de protecție respectiv diodă de scurtcircuitare (vezi mai jos) și racord,

- O ramă din profil de aluminiu pentru protejarea geamului la transport, manipulare și montare, pentru fixare și rigidizarea legăturii. Caracteristicile unui panou solar sunt:

- Tensiunea de mers în gol UOC

- Curent de scurtcircuit ISC

- Tensiunea în punctul optim de funcționare UMPP

- Curentul în punctual de putere maximă IMPP

- Putere maximă PMPP

- Factor de umplere FF

- Coeficient de modificare a puterii cu temperatura celulei

- Randamentul celulei solare η

Incapsulare durabilă a elementelor componente are o importanță foarte mare deoarece umiditatatea ce ar putea pătrunde ar afecta durata de viață a panoului solar prin coroziune și prin scurtcircuitarea legăturilor dintre elementele prin care trece curent electric.