2. Слънчева енергияСлънчева енергия
Използването на слънцето за енергийни цели е познато от древността.Използването на слънцето за енергийни цели е познато от древността.
То е най-големият напълно възобновяем ресурс за производство наТо е най-големият напълно възобновяем ресурс за производство на
електроенергия.електроенергия. Енергията, коятоЕнергията, която достига от него додостига от него до земнатаземната
повърхност на година, надвишава 6 хиляди пъти годишното енергийноповърхност на година, надвишава 6 хиляди пъти годишното енергийно
потребление на човечеството.потребление на човечеството. Не е тайна, че всички космическиНе е тайна, че всички космически
кораби и извънземни станции, изпратени от Земята, ползват закораби и извънземни станции, изпратени от Земята, ползват за
основен енергиен източник слънчевата енергия. Именно благодарениеосновен енергиен източник слънчевата енергия. Именно благодарение
на това фотоволтаичните системи имат много висока степен нана това фотоволтаичните системи имат много висока степен на
технологичност и са с много дълъг икономически живот над 30 години.технологичност и са с много дълъг икономически живот над 30 години.
Те не са използвани масово в енергетиката през миналия век, но вТе не са използвани масово в енергетиката през миналия век, но в
края му и в началото на 21-ви век фотоволтаичните инсталации все по-края му и в началото на 21-ви век фотоволтаичните инсталации все по-
широко навлизат в гражданските сфери. Това е свързано с двашироко навлизат в гражданските сфери. Това е свързано с два
известни факта: първо дефицитността на конвенционалнитеизвестни факта: първо дефицитността на конвенционалните
енергогорива, и второ, но не по-малко важно напълноенергогорива, и второ, но не по-малко важно напълно
природосъобразното производство на електричество.природосъобразното производство на електричество.
3. Развитие на слънчевата енергия в БългарияРазвитие на слънчевата енергия в България
БългарияБългария- За България слънчевата енергия представлява голям- За България слънчевата енергия представлява голям
енергиен ресурс. Заради географското положение на странатаенергиен ресурс. Заради географското положение на страната
условията за използване на слънчева енергия са изключителноусловията за използване на слънчева енергия са изключително
благоприятни, особено в южните и източните райони. България можеблагоприятни, особено в южните и източните райони. България може
да се раздели на три слънчеви зони, като средната годишнада се раздели на три слънчеви зони, като средната годишна
продължителност на греенето е около 2150 часа. Първата слънчевапродължителност на греенето е около 2150 часа. Първата слънчева
инсталация в България е монтирана още през 1979 г. на покрива наинсталация в България е монтирана още през 1979 г. на покрива на
бирената фабрика край Кърджали. Фотоволтаичен парк с инсталиранабирената фабрика край Кърджали. Фотоволтаичен парк с инсталирана
мощност от 1 MWp (един мегават пик) бе изграден през 2008 година вмощност от 1 MWp (един мегават пик) бе изграден през 2008 година в
района на с. Пауново, община Ихтиман. Соларната електроцентрала ерайона на с. Пауново, община Ихтиман. Соларната електроцентрала е
най-голямото подобно съоръжение не само у нас, но и в цяланай-голямото подобно съоръжение не само у нас, но и в цяла
Югоизточна Европа. Електроцентралата е разположена върху площ отЮгоизточна Европа. Електроцентралата е разположена върху площ от
45 дка и представлява конструкция от 13 365 соларни модула и 15945 дка и представлява конструкция от 13 365 соларни модула и 159
инвертора.инвертора.
4. Развитие на слънчевата енергия по светаРазвитие на слънчевата енергия по света
Испания (23%) –Испания (23%) – лидер в производството на възобновяема енергия. Влидер в производството на възобновяема енергия. В
Испания е открита най-голямата електроцентрала в света. СИспания е открита най-голямата електроцентрала в света. С
откриването и тя изпревари САЩ като най-голям производител наоткриването и тя изпревари САЩ като най-голям производител на
слънчева енергия.слънчева енергия.
Германия (35%) –Германия (35%) – източна Германия има най-голям потенциал заизточна Германия има най-голям потенциал за
производство на електроенергия от слънце в сравнение с другитепроизводство на електроенергия от слънце в сравнение с другите
части на страната. Като цяло в Германия има над 300 хил.части на страната. Като цяло в Германия има над 300 хил.
фотоволтаични системи, собственост на отделни граждани, фермери ифотоволтаични системи, собственост на отделни граждани, фермери и
малки фирми.малки фирми. Изградена е уникална самозахранваща се къща съсИзградена е уникална самозахранваща се къща със
слънчеви батерии, която е поставена върху подвижна колона ислънчеви батерии, която е поставена върху подвижна колона и
въртейки се на 180 градуса по посока на движение на слънцето,въртейки се на 180 градуса по посока на движение на слънцето,
произвежда максимално количество слънчева енергия. 3 етажнотопроизвежда максимално количество слънчева енергия. 3 етажното
цилиндрично жилищно здание наречено „ къща-слънчоглед” ецилиндрично жилищно здание наречено „ къща-слънчоглед” е
поставено на подвижна установка с височина 14,5 м.поставено на подвижна установка с височина 14,5 м.
САЩ (10%) –САЩ (10%) – в САЩ използването на слънчевата светлина сев САЩ използването на слънчевата светлина се
различава значително, като се отчита местоположениеторазличава значително, като се отчита местоположението и сезона.и сезона.
През лятото при повече часове дневна светлина и по висок ъгъл наПрез лятото при повече часове дневна светлина и по висок ъгъл на
падане, се получава повече слънчева енергия. В САЩ най- големитепадане, се получава повече слънчева енергия. В САЩ най- големите
слънчеви централи се намират в пустиня Мохаве. До 2-3 години щеслънчеви централи се намират в пустиня Мохаве. До 2-3 години ще
съумеят да си върнат второто място в света като потребители.съумеят да си върнат второто място в света като потребители.
Португалия-Португалия- поставили са си амбициозни цели по отношение напоставили са си амбициозни цели по отношение на
възобновяемите енергоизточници, до 2020 г. произвежданотовъзобновяемите енергоизточници, до 2020 г. произвежданото
електричество да достигне 21 %. Португалия има доста сериозноелектричество да достигне 21 %. Португалия има доста сериозно
предимство- интензивното слънчево греене. Статистиката от 2005г.предимство- интензивното слънчево греене. Статистиката от 2005г.
сочи, че тя се нарежда в средата на европейската класация посочи, че тя се нарежда в средата на европейската класация по
използване на фотоволтаични уреди.
5.
6. Технологии за производство на енергияТехнологии за производство на енергия
Понастоящем, директното използване на слънчевата светлина и топлина заПонастоящем, директното използване на слънчевата светлина и топлина за
производство на енергия се осъществява от следните технологии:производство на енергия се осъществява от следните технологии:
Соларните термични панели за загряване на вода за нуждите на домакинства,Соларните термични панели за загряване на вода за нуждите на домакинства,
институции и предприятияинституции и предприятия
Слънчеви концентратори за производство на електроенергия – СлънцетоСлънчеви концентратори за производство на електроенергия – Слънцето
загрява вода, която се превръща в пара и задвижва турбинензагрява вода, която се превръща в пара и задвижва турбинен
генераторгенераторФотоволтаични клетки – директно превръщат слънчеватаФотоволтаични клетки – директно превръщат слънчевата
светлина в електроенергия. Също се използват в системи ссветлина в електроенергия. Също се използват в системи с
концентратори.концентратори.
Фотоволтаичните клетки са най-обещаващата технология за производство наФотоволтаичните клетки са най-обещаващата технология за производство на
възобновима електроенергия. Те са единствената технология, която разчитавъзобновима електроенергия. Те са единствената технология, която разчита
директно на първичния енергиен източник – Слънцето – без “посредници”.директно на първичния енергиен източник – Слънцето – без “посредници”.
7. Фотоволтаична клеткаФотоволтаична клетка
Фотоволтаичната клетка е компонентът, който способства заФотоволтаичната клетка е компонентът, който способства за
превръщането на светлината в електричество. Когато слънчеватапревръщането на светлината в електричество. Когато слънчевата
светлина попадне върху нея, част от енергията на светлиннатасветлина попадне върху нея, част от енергията на светлинната
частица (фотона) се поглъща от клетката. При поглъщането на единчастица (фотона) се поглъща от клетката. При поглъщането на един
фотон един (отрицателен) електрон от силиконовия атом сефотон един (отрицателен) електрон от силиконовия атом се
освобождава и остава положителна “празнина”. Освободениятосвобождава и остава положителна “празнина”. Освободеният
електрон и положителната празнина се неутрализират, когато саелектрон и положителната празнина се неутрализират, когато са
заедно. Следователно, за да могат да генерират електричество,заедно. Следователно, за да могат да генерират електричество,
електронът и празнината трябва да бъдат разделени. Това обикновеноелектронът и празнината трябва да бъдат разделени. Това обикновено
се постига чрез подреждане на спойки в клетката. Освободенитесе постига чрез подреждане на спойки в клетката. Освободените
електрони не могат да се върнат към празнините с положителен заряд.електрони не могат да се върнат към празнините с положителен заряд.
Когато електрическите контакти в предната и задната част се свържатКогато електрическите контакти в предната и задната част се свържат
посредством външна токова верига, освободените електрони могат дапосредством външна токова верига, освободените електрони могат да
се върнат само към положително заредените празнини като преминатсе върнат само към положително заредените празнини като преминат
през тази външна токова верига и така генерират електричество.през тази външна токова верига и така генерират електричество.
8.
9. Каква светлина използват фотоволтаичнитеКаква светлина използват фотоволтаичните
клеткиклетки
Слънчевата светлина се състои от пряка светлина и непряка илиСлънчевата светлина се състои от пряка светлина и непряка или
дифузна светлина (която се разпръсква по прашинките или воднитедифузна светлина (която се разпръсква по прашинките или водните
капки в атмосферата). Фотоволтаичните клетки използват не самокапки в атмосферата). Фотоволтаичните клетки използват не само
пряката светлина, но произвеждат електричество и когато небето епряката светлина, но произвеждат електричество и когато небето е
облачно. Всеобхватно е погрешното схващане, че фотоволтаичнитеоблачно. Всеобхватно е погрешното схващане, че фотоволтаичните
клетки се нуждаят само от пряка слънчева светлина и затова не саклетки се нуждаят само от пряка слънчева светлина и затова не са
подходящи за умерен климат. Това не е така: фотоволтаицитеподходящи за умерен климат. Това не е така: фотоволтаиците
използват дифузната слънчева радиация както и пряката слънчеваизползват дифузната слънчева радиация както и пряката слънчева
светлина. За да се определи потенциалът за генериране насветлина. За да се определи потенциалът за генериране на
фотоволтаично електричество е необходимо да се изчисли среднатафотоволтаично електричество е необходимо да се изчисли средната
обща слънчева енергия за годината.обща слънчева енергия за годината.
Когато слънчевата светлина попадне върху фотоволтаична клетка сеКогато слънчевата светлина попадне върху фотоволтаична клетка се
произвежда прав ток. Този ток може да бъде използван чрез подаванепроизвежда прав ток. Този ток може да бъде използван чрез подаване
на електрически товар в клетката. Количеството на полезнотона електрически товар в клетката. Количеството на полезното
електричество генерирано от фотоволтаичен модул е пропорционалноелектричество генерирано от фотоволтаичен модул е пропорционално
на интензитета на светлинната енергия, която попада върхуна интензитета на светлинната енергия, която попада върху
конверсивната площ. Затова колкото наличността на слънчев ресурс еконверсивната площ. Затова колкото наличността на слънчев ресурс е
по-голяма, толкова е по-голям и потенциалът за генериране напо-голяма, толкова е по-голям и потенциалът за генериране на
електричество. Ясно е, че фотоволтаичната система не може даелектричество. Ясно е, че фотоволтаичната система не може да
генерира електричество през нощта, но може да съхранявагенерира електричество през нощта, но може да съхранява
натрупаната енергия в батерия, за да може да бъде използвана внатрупаната енергия в батерия, за да може да бъде използвана в
нощните часовенощните часове
10. ВидовеВидове клеткиклетки
Монокристални клетки – те са най-разпространените. Произвеждат се отМонокристални клетки – те са най-разпространените. Произвеждат се от
много чист силициев кристал с единна кристална решетка. Кристалът семного чист силициев кристал с единна кристална решетка. Кристалът се
нарязва на изключително тънки дискове, дебели около 0.2 mm. От тезинарязва на изключително тънки дискове, дебели около 0.2 mm. От тези
дискове се изработват клетките. Масово произвежданите монокристалнидискове се изработват клетките. Масово произвежданите монокристални
клетки имат ефективност 13-18%. Ефективността на панелите винаги е малкоклетки имат ефективност 13-18%. Ефективността на панелите винаги е малко
по-ниска, и в случая е около 11-16%. Монокристалните клетки са най-по-ниска, и в случая е около 11-16%. Монокристалните клетки са най-
ефективни, но тяхното производство е най-енергоемко и скъпо. Сефективни, но тяхното производство е най-енергоемко и скъпо. С
увеличаване на температурата на клетката ефективността на силициевитеувеличаване на температурата на клетката ефективността на силициевите
клетки намалява.клетки намалява.
11. Поликристални клетки – теПоликристални клетки – те
също се произвеждат от чистсъщо се произвеждат от чист
силициев кристал. Силицият сесилициев кристал. Силицият се
разтапя, след коеторазтапя, след което
контролирано се охлажда вконтролирано се охлажда в
матрица. При това се оформяматрица. При това се оформя
поликристал с неправилнаполикристал с неправилна
кристална решетка. Масовокристална решетка. Масово
произвежданите поликристалнипроизвежданите поликристални
клетки имат ефективност междуклетки имат ефективност между
15 - 17%.15 - 17%.
Тънкослойни клетки:
Клетки от аморфен силиций –
аморфният силиций не е кристален.
Ефективността на този тип клетки
варира от 4 до 8%. Тъй като клетките са
много тънки – около 2mm – за
производството им е необходим по-
малко изходен материал. От аморфен
силиций се правят клетките за
часовници и калкулатори. Те са най-
слабо развитата фотоволтаична
технология. Поради ниската си
ефективност се използват най-рядко от
всички останали тънкослойни.
12. Несилициеви клетки – тези клетки не се правят от силиций, порадиНесилициеви клетки – тези клетки не се правят от силиций, поради
което разходите за тяхното производство са по-ниски. Тяхнатакоето разходите за тяхното производство са по-ниски. Тяхната
ефективност е около 7-9%. Тънкослойните клетки са устойчиви наефективност е около 7-9%. Тънкослойните клетки са устойчиви на
високи температури и на засенчване. Те могат успешно да севисоки температури и на засенчване. Те могат успешно да се
интегрират в съществуващи сгради, защото могат да се прозвеждатинтегрират в съществуващи сгради, защото могат да се прозвеждат
във вид на руло, с което да се облепят фасадите и покривите, без да евъв вид на руло, с което да се облепят фасадите и покривите, без да е
нужен специален монтаж.нужен специален монтаж.
Въпреки че производството на силициеви клетки е скъпо, изходниятВъпреки че производството на силициеви клетки е скъпо, изходният
материал за производството (кварцов пясък – SiO2) се намира вматериал за производството (кварцов пясък – SiO2) се намира в
изобилие в земната кора.изобилие в земната кора.
Ето каква е веригата на стойността при производството наЕто каква е веригата на стойността при производството на
фотоволтаични панели:фотоволтаични панели:
13. Фотоволтаични системиФотоволтаични системи
ФФотоволтаична системаотоволтаична система е система, която използва слънчеви клетки зае система, която използва слънчеви клетки за
преобразуване на светлината в електричество. Фотоволтаичнатапреобразуване на светлината в електричество. Фотоволтаичната
система се състои от множество компоненти, включително и клетките,система се състои от множество компоненти, включително и клетките,
механични и електрически връзки и техните корпуси и средствата замеханични и електрически връзки и техните корпуси и средствата за
регулиране и / или промяна на електрическа мощност.регулиране и / или промяна на електрическа мощност.
Поради ниското напрежение на отделни соларни клетки (обикновеноПоради ниското напрежение на отделни соларни клетки (обикновено
ок. 0.5V), няколко клетки са комбинирани в фотоволтаични модули ,ок. 0.5V), няколко клетки са комбинирани в фотоволтаични модули ,
което на свой ред са свързани помежду си в масив. Произведенатакоето на свой ред са свързани помежду си в масив. Произведената
електроенергия може да бъде или съхранявана, използвана директноелектроенергия може да бъде или съхранявана, използвана директно
(остров / самостоятелни инсталации), или се дават в голяма(остров / самостоятелни инсталации), или се дават в голяма
електрическа мрежа, задвижвани от централата поколение, или велектрическа мрежа, задвижвани от централата поколение, или в
комбинация с един или много местни производители накомбинация с един или много местни производители на
електроенергия да бъдат включени в малка мрежа (хибридниелектроенергия да бъдат включени в малка мрежа (хибридни
инсталации). В зависимост от вида на приложението, останалата частинсталации). В зависимост от вида на приложението, останалата част
на системата се състои от различни компонентиСистемите обикновенона системата се състои от различни компонентиСистемите обикновено
са проектирани така, че да се гарантира най-високия енергиен добивса проектирани така, че да се гарантира най-високия енергиен добив
за определена инвестиция.за определена инвестиция.
14. Видоеве фотоволтаични системи:Видоеве фотоволтаични системи:
Фотоволтаични системи за свързване към обществената мрежаФотоволтаични системи за свързване към обществената мрежа-- товатова
е най- честое най- често използваната форма, като при нея добитата ел. енергияизползваната форма, като при нея добитата ел. енергия
директно се подава в мрежата за електроснабдяване и се продава илидиректно се подава в мрежата за електроснабдяване и се продава или
употребява. Допълнително се монтира и електромер.употребява. Допълнително се монтира и електромер.
С такава инсталация днес всеки може да бъде производител наС такава инсталация днес всеки може да бъде производител на
енергия. Произведеното електричество може да бъде подадено венергия. Произведеното електричество може да бъде подадено в
обществена мрежа.обществена мрежа.
Във фотоволтаичен модул 1 се включват последователно повечеВъв фотоволтаичен модул 1 се включват последователно повече
соларни клетки. Те по правило се състоят от полупроводниковсоларни клетки. Те по правило се състоят от полупроводников
материал силиций и два дотирани слоя фосфор и бор. При наличие наматериал силиций и два дотирани слоя фосфор и бор. При наличие на
слънчева радиация се получава напрежение между слоевете и прислънчева радиация се получава напрежение между слоевете и при
включване на консуматор протича постоянен ток. Този ток посредствомвключване на консуматор протича постоянен ток. Този ток посредством
инвертор 2 се преобразува в променлив ток и влиза в общественатаинвертор 2 се преобразува в променлив ток и влиза в обществената
енергийна мрежа. Подаденото количество електроенергия се отчитаенергийна мрежа. Подаденото количество електроенергия се отчита
посредством допълнителен електромер 3.посредством допълнителен електромер 3.
15.
16. Автономна фотоволтаична системаАвтономна фотоволтаична система-- използват се главно при обекти,използват се главно при обекти,
териториално откъснати от електроснабдителната мрежа, катотериториално откъснати от електроснабдителната мрежа, като
например отдалечени вили, лодки, планински хижи и др. Тнапример отдалечени вили, лодки, планински хижи и др. Тези системиези системи
обикновено се нуждаят от система за съхраняване на енергиятаобикновено се нуждаят от система за съхраняване на енергията
(батерии), защото произведената електрическа енергия не винаги се(батерии), защото произведената електрическа енергия не винаги се
консумира веднага.консумира веднага.
ППрири този вид система соларната енергия не се подава към мрежа, атози вид система соларната енергия не се подава към мрежа, а
директно се консумира или съхранява в акумулаторни батерии 4.директно се консумира или съхранява в акумулаторни батерии 4.
Заряда им се конролира от заряден регулатор 2. Електричеството отЗаряда им се конролира от заряден регулатор 2. Електричеството от
батериите може да се консумира чрез специални уреди на постояненбатериите може да се консумира чрез специални уреди на постоянен
ток (5 хладилник, радио, осветление) или да бъде преобразуванаток (5 хладилник, радио, осветление) или да бъде преобразувана
посредством инвертор 3 в променлив ток.посредством инвертор 3 в променлив ток.
17. стационарни (статични) PV системистационарни (статични) PV системи - те са неподвижни и модулите им- те са неподвижни и модулите им
се монтират на дадено място (земята, покриви или фасади) под един исе монтират на дадено място (земята, покриви или фасади) под един и
същ, точно определен ъгъл, изчислен като оптимален при съответнитесъщ, точно определен ъгъл, изчислен като оптимален при съответните
условия. Правилното определяне на този ъгъл е от същественоусловия. Правилното определяне на този ъгъл е от съществено
значение за производителността на системата. Стационарните PVзначение за производителността на системата. Стационарните PV
системи имат най-ниска себестойност на инвестицията и най-нискисистеми имат най-ниска себестойност на инвестицията и най-ниски
разходи по поддръжката. Подходящи са за централи с големиразходи по поддръжката. Подходящи са за централи с големи
мощности (в този случай изискват големи площи земя), както и за хора,мощности (в този случай изискват големи площи земя), както и за хора,
които имат сграда или поне южно разположена фасада (в този случайкоито имат сграда или поне южно разположена фасада (в този случай
не изискват закупуване на земя). Покривните PV системи имат ине изискват закупуване на земя). Покривните PV системи имат и
предимството, че повишават здравината 1на покрива, спиратпредимството, че повишават здравината 1на покрива, спират
магнитните вълни и UV лъчи и го шумо- и топлоизолират.магнитните вълни и UV лъчи и го шумо- и топлоизолират.
следящи PV системиследящи PV системи - техните модули са подвижни, като проследяват- техните модули са подвижни, като проследяват
движението на слънцето и поради това постигат най- високадвижението на слънцето и поради това постигат най- висока
ефективност от всички видове системи. Конструкцията на тези системиефективност от всички видове системи. Конструкцията на тези системи
ги разделя на два типа - едноосни и двуосни, като по-честоги разделя на два типа - едноосни и двуосни, като по-често
предпочитани са двуосните системи.предпочитани са двуосните системи. ПриПри едноосната система модулаедноосната система модула
следи движението на слънцето само от изток на запад. Ъгъла междуследи движението на слънцето само от изток на запад. Ъгъла между
модула и хоризонта не се променя. Фотоволтаика през целия ден емодула и хоризонта не се променя. Фотоволтаика през целия ден е
насочен максимално към слънцето, но не винаги е точно срещу него.насочен максимално към слънцето, но не винаги е точно срещу него.
Този недостатък е избегнат с двуосовата следяща система. При неяТози недостатък е избегнат с двуосовата следяща система. При нея
модулът следи слънцето от изток на запад, но в същото време се менимодулът следи слънцето от изток на запад, но в същото време се мени
и ъгълът на наклона на фотоволтаика спрямо земята ( хоризонта ).и ъгълът на наклона на фотоволтаика спрямо земята ( хоризонта ).
Така модулът е винаги насочен перпендикулярно спрямо слънчевотоТака модулът е винаги насочен перпендикулярно спрямо слънчевото
лъчение и така се създават условия за по-пълно приемане илъчение и така се създават условия за по-пълно приемане и
трансформиране на слънчевата радиация. Двуосната следящатрансформиране на слънчевата радиация. Двуосната следяща
система е значително по-сложна, но и по-ефективна от едноосната.система е значително по-сложна, но и по-ефективна от едноосната.
Следящото устройство увеличава добива на годишна база с 40%.Следящото устройство увеличава добива на годишна база с 40%.
18.
19. Елементи изграждащи фотоволтаичнатаЕлементи изграждащи фотоволтаичната
системасистема
Слънчеви клетки - основното съоръжение и най-малкият независимСлънчеви клетки - основното съоръжение и най-малкият независим операционеноперационен
елемент на всички фотоволтаични системи. Представлява полупроводниковоелемент на всички фотоволтаични системи. Представлява полупроводниково
устройство, което преобразува светлинната енергия в електрическа. Тяустройство, което преобразува светлинната енергия в електрическа. Тя
изпълнява две функции:изпълнява две функции:
1. генерация на токоносители1. генерация на токоносители
2. разделяне на токоносители2. разделяне на токоносители
Контролер - осигурява оптимална работа на фотоволтаичните панели, катоКонтролер - осигурява оптимална работа на фотоволтаичните панели, като
поддържа работната им точка винаги в зоната на максимална мощност. Същоподдържа работната им точка винаги в зоната на максимална мощност. Също
така контролерът оптимизира зареждането на акумулаторната батерия.така контролерът оптимизира зареждането на акумулаторната батерия.
Акумулаторна батерия – предназначението е да акумулира излишната енергия,Акумулаторна батерия – предназначението е да акумулира излишната енергия,
генерирана от фотоволтаиците през светлата част на денонощието, и да ягенерирана от фотоволтаиците през светлата част на денонощието, и да я
отдава през нощта, поддържайки непрекъснато електрозахранването наотдава през нощта, поддържайки непрекъснато електрозахранването на
консуматорите.консуматорите.
Инвертор - Инверторьт е устройство, което преобразува придобития отИнвертор - Инверторьт е устройство, което преобразува придобития от
соларните модули постоянен ток в променлив, който се използва в ежедневиетосоларните модули постоянен ток в променлив, който се използва в ежедневието
за захранване на електрически уреди. За уреди с постоянен ток не е необходимза захранване на електрически уреди. За уреди с постоянен ток не е необходим
инвертор. Тези уреди могат да бьдат директо свьрзани кьм Вашатаинвертор. Тези уреди могат да бьдат директо свьрзани кьм Вашата
фотоволтаична система.фотоволтаична система.
20. Стандартни условия за фотоволтаициСтандартни условия за фотоволтаици
Ефективността на един фотоволтаик зависи от много фактори,Ефективността на един фотоволтаик зависи от много фактори,
включително температура на кристала, спектър на светлината,включително температура на кристала, спектър на светлината,
ориентация към слънцето, географско местоположение, където еориентация към слънцето, географско местоположение, където е
инсталиран и др.инсталиран и др.
Прието е всички параметри на фотоволтаиците да се дават за точноПрието е всички параметри на фотоволтаиците да се дават за точно
определени условия, наречени стандартни, а именно:определени условия, наречени стандартни, а именно:
-- интензивност на светлината, с която се осветява фотоволтаикът –интензивност на светлината, с която се осветява фотоволтаикът –
1000 W/m2;1000 W/m2;
-- температура на фотоволтаика – 25 °С;температура на фотоволтаика – 25 °С;
-- слънчев референтен спектър – AM1.5;слънчев референтен спектър – AM1.5;
Последната величина се дава в единица, наречена въздушна маса (AirПоследната величина се дава в единица, наречена въздушна маса (Air
Mass – AM). В космоса отсъства атмосфера, затова се казва, чеMass – AM). В космоса отсъства атмосфера, затова се казва, че
въздушната му маса е 0 – АМ0. Точно по обед, светлината пада почтивъздушната му маса е 0 – АМ0. Точно по обед, светлината пада почти
перпендикулярно на земната повърхност и изминава най-краткоперпендикулярно на земната повърхност и изминава най-кратко
разстояние в атмосферата. Това разстояние е прието за единица и серазстояние в атмосферата. Това разстояние е прието за единица и се
означава като АМ1. Пътят на светлината през атмосферата влияе наозначава като АМ1. Пътят на светлината през атмосферата влияе на
спектралния й състав, а от там и на ефективността наспектралния й състав, а от там и на ефективността на
фотоволтаиците. По тази причина е прието мощността на панелите дафотоволтаиците. По тази причина е прието мощността на панелите да
се дава за АМ1.5, което отговаря на осреднения път на светлината засе дава за АМ1.5, което отговаря на осреднения път на светлината за
целия ден при фотоволтаици, монтирани в географски ширини сцелия ден при фотоволтаици, монтирани в географски ширини с
умерен климат, към който принадлежи и България.умерен климат, към който принадлежи и България.
Инсталираната мощност при фотоволтаични модули се изразява в WpИнсталираната мощност при фотоволтаични модули се изразява в Wp
– пикова мощност, която фотоволтаиците ще генерират при– пикова мощност, която фотоволтаиците ще генерират при
посочените стандартни условияпосочените стандартни условия..
21. ПриложениеПриложение
Фотоволтаичните системи могат да бъдат използвани за жилищни, офисни,Фотоволтаичните системи могат да бъдат използвани за жилищни, офисни,
административни и обществени сгради или отдалечени обекти, където или нямаадминистративни и обществени сгради или отдалечени обекти, където или няма
електрическа мрежа или свързването към нея е прекалено скъпо.електрическа мрежа или свързването към нея е прекалено скъпо.
Фотоволтаичните системи могат да се монтират на покривите или на фасадитеФотоволтаичните системи могат да се монтират на покривите или на фасадите
на сградите или да функционират като самостоятелна система. Иновативнатана сградите или да функционират като самостоятелна система. Иновативната
технология на фотоволтаичната редица и системите за монтаж позволяваттехнология на фотоволтаичната редица и системите за монтаж позволяват
модернизиране на съществуващи покриви или лесно включване в сграднатамодернизиране на съществуващи покриви или лесно включване в сградната
“обвивка” на строителния обект. Системите се разработват в съответствие с“обвивка” на строителния обект. Системите се разработват в съответствие с
архитектурните течения на епохата. Модерната технология се развива бързо иархитектурните течения на епохата. Модерната технология се развива бързо и
фотоволтаиците вече не са ограничени до редици от квадратни и плоскифотоволтаиците вече не са ограничени до редици от квадратни и плоски
панели, а могат да бъдат използвани извити и оформени според дизайна напанели, а могат да бъдат използвани извити и оформени според дизайна на
сградата панели. Естествено, за ефективност на системата основнотосградата панели. Естествено, за ефективност на системата основното
изискване е панелите да бъдат монтирани на покриви и фасади с южноизискване е панелите да бъдат монтирани на покриви и фасади с южно
изложение, за да улавят пълноценно слънчевата светлина. Фотоволтаичнатаизложение, за да улавят пълноценно слънчевата светлина. Фотоволтаичната
енергия може да бъде прилагана във всякакви сгради – от жилищни и офисниенергия може да бъде прилагана във всякакви сгради – от жилищни и офисни
до обществени сгради и фабрики. Фотоволтаиците могат да бъдат монтиранидо обществени сгради и фабрики. Фотоволтаиците могат да бъдат монтирани
на сградите или чрез пълно интегриране в сградната “обвивка” или като отделенна сградите или чрез пълно интегриране в сградната “обвивка” или като отделен
елемент. Системата обикновено се свързва към електропроводната мрежа катоелемент. Системата обикновено се свързва към електропроводната мрежа като
използва електронен преобразувател.използва електронен преобразувател.
Като технология за възобновяема енергия, фотоволтаиците предлагат отличноКато технология за възобновяема енергия, фотоволтаиците предлагат отлично
решение за пестене на енергия, ниски емисии на парникови газове, евтинарешение за пестене на енергия, ниски емисии на парникови газове, евтина
поддръжка и устойчиво развитие.поддръжка и устойчиво развитие.
22. ТенденцииТенденции
Слънчева кула”Слънчева кула” е един интересен начин да се събира енергия от един от най-е един интересен начин да се събира енергия от един от най-
добрите и екологични източници в нашата слънчева система-Слънцето. Етодобрите и екологични източници в нашата слънчева система-Слънцето. Ето
какъв е принципа:какъв е принципа: Въздух се затопля под прозрачния панел на голямаВъздух се затопля под прозрачния панел на голяма
парникова конструкция с комин в средата. Отделно покривът на конструкциятапарникова конструкция с комин в средата. Отделно покривът на конструкцията
има леко възходящ профил улесняващ потока на разширените газове къмима леко възходящ профил улесняващ потока на разширените газове към
средата на конструкцията където е коминът.средата на конструкцията където е коминът. Там, където конструкцията вечеТам, където конструкцията вече
прави връзка с комина е сложено стеснение с турбини, като целия поток отправи връзка с комина е сложено стеснение с турбини, като целия поток от
резултиралата конвекция минава от там.резултиралата конвекция минава от там. Въздухът движи турбините за сметкаВъздухът движи турбините за сметка
на температурата си/скоростта на потока. Турбините генерират електричество,на температурата си/скоростта на потока. Турбините генерират електричество,
въздухът излиза през комина.въздухът излиза през комина. С цел удължаване живота на процеса по цялатаС цел удължаване живота на процеса по цялата
площ под панела има колектори, които нагрети от слънцето през деняплощ под панела има колектори, които нагрети от слънцето през деня
продължават да излъчват и през нощта, поддържайки производството.продължават да излъчват и през нощта, поддържайки производството.
Ефективността на съоръжението зависи от няколко неща:Ефективността на съоръжението зависи от няколко неща:
Площта на парника. Колкото е по-голям толкова по-мощен конвекционен поток иПлощта на парника. Колкото е по-голям толкова по-мощен конвекционен поток и
с по-голям дебит.с по-голям дебит.
Височината на комина. Разликата в налягането между основата и върха спомагаВисочината на комина. Разликата в налягането между основата и върха спомага
за това топлия въздух да излиза по-скоростно както и повече студен въздух даза това топлия въздух да излиза по-скоростно както и повече студен въздух да
се събира в основата.се събира в основата.
Комбинация от двете…Комбинация от двете…
23.
24. Въртящ се небостъргачВъртящ се небостъргач
Проектът се оценява като революционен, тъй като това е първатаПроектът се оценява като революционен, тъй като това е първата
въртяща се сграда в света. Небостъргачът ще бъде висок 313 метра ивъртяща се сграда в света. Небостъргачът ще бъде висок 313 метра и
ще има 68 етажа. За изграждането и ще са необходими 330 милионаще има 68 етажа. За изграждането и ще са необходими 330 милиона
евро.евро.
Сградата ще променя непрекъснато формата си и ще произвеждаСградата ще променя непрекъснато формата си и ще произвежда
енергия със слънчеви панели. Обитателите на сградата ще могат даенергия със слънчеви панели. Обитателите на сградата ще могат да
избират по свое желание панорамата и ъгъла, под който да падаизбират по свое желание панорамата и ъгъла, под който да пада
дневната светлина. Това ще става посредством механизъм, който щедневната светлина. Това ще става посредством механизъм, който ще
позволява на всеки етаж да се върти самостоятелно. Преместването ипозволява на всеки етаж да се върти самостоятелно. Преместването и
въртенето ще става с много ниска скорост, така че да не дразнивъртенето ще става с много ниска скорост, така че да не дразни
обитателите и да не затруднява движенята им в сградата. Този проектобитателите и да не затруднява движенята им в сградата. Този проект
слага край на статичната архитектура и поставя началото наслага край на статичната архитектура и поставя началото на
динамична ера в архитектурата. Небостъргачът сам ще си произвеждадинамична ера в архитектурата. Небостъргачът сам ще си произвежда
енергия. Сградата ще бъде в състояние дори да продава енергия наенергия. Сградата ще бъде в състояние дори да продава енергия на
външни клиенти.външни клиенти.
Въртящия се небостъргач е първата сграда, която ще бъдеВъртящия се небостъргач е първата сграда, която ще бъде
реализирана с индустриални системи. 90% от частите и ще бъдатреализирана с индустриални системи. 90% от частите и ще бъдат
изградени във фабрики, а след това ще бъдат монтирани с помощтаизградени във фабрики, а след това ще бъдат монтирани с помощта
на 90 работници.на 90 работници.
25.
26. Предимства на слънчевата енергияПредимства на слънчевата енергия
Главното предимство на слънчевата енергия е, че не замърсява околната средаГлавното предимство на слънчевата енергия е, че не замърсява околната среда
в процеса на генериране на електроенергия. Слънчевата енергия е чиста ив процеса на генериране на електроенергия. Слънчевата енергия е чиста и
възобновяема (за разлика от газ, петрол и въглища) и устойчива, което помагавъзобновяема (за разлика от газ, петрол и въглища) и устойчива, което помага
за защита на околната среда.за защита на околната среда.
Слънчева енергия не допринася за глобалното затопляне, киселиннитеСлънчева енергия не допринася за глобалното затопляне, киселинните
дъждове и смогът. Тя активно допринася за намаляване на вредните емисии идъждове и смогът. Тя активно допринася за намаляване на вредните емисии и
на парниковите газове.на парниковите газове.
Няма текущи разходи в процеса на работа - слънчевото излъчване е свободноНяма текущи разходи в процеса на работа - слънчевото излъчване е свободно
навсякъде. След като бъде инсталирана системата няма текущи разходи.навсякъде. След като бъде инсталирана системата няма текущи разходи.
Може да се прилага гъвкаво към най-различни потребители - за стационарниМоже да се прилага гъвкаво към най-различни потребители - за стационарни
или преносими устройства. За разлика от повечето енергоизточници,или преносими устройства. За разлика от повечето енергоизточници,
слънчевите панели може да се направят достатъчно малки, за да се поберат вслънчевите панели може да се направят достатъчно малки, за да се поберат в
джобни електронни устройства, или достатъчно големи, за да зареждатджобни електронни устройства, или достатъчно големи, за да зареждат
автомобилните батерии или за доставка на електроенергия за целия сгради.автомобилните батерии или за доставка на електроенергия за целия сгради.
Тази енергия не е засегната от търсенето и предлагането на горива иТази енергия не е засегната от търсенето и предлагането на горива и
следователно не е зависима от все по-високата цена на изкопаемите горива.следователно не е зависима от все по-високата цена на изкопаемите горива.
Слънчевата енергия не употребява гориво за създаването си, което от свояСлънчевата енергия не употребява гориво за създаването си, което от своя
страна не допринася за разходите и проблемите на събирането истрана не допринася за разходите и проблемите на събирането и
транспортирането на гориво или съхраняване на радиоактивни отпадъци.транспортирането на гориво или съхраняване на радиоактивни отпадъци.
Тя се генерирани където е необходимо. Ето защо, няма големи разходи поТя се генерирани където е необходимо. Ето защо, няма големи разходи по
пренасяне на енергията.пренасяне на енергията.
Слънчевата енергия може да бъде използвана за компенсиране наСлънчевата енергия може да бъде използвана за компенсиране на
доставената до потребителя енергия от други източници. Това води не само додоставената до потребителя енергия от други източници. Това води не само до
намаляване на Вашата сметка за електроенергия, но също така ще продължинамаляване на Вашата сметка за електроенергия, но също така ще продължи
да Ви снабдява с електричество в случай на прекъсване на захранването.да Ви снабдява с електричество в случай на прекъсване на захранването.
Слънчева енергийна система може да работи напълно самостоятелно. Тя можеСлънчева енергийна система може да работи напълно самостоятелно. Тя може
да бъде инсталирана в отдалечени места, правейки ги по-практични ида бъде инсталирана в отдалечени места, правейки ги по-практични и
рентабилни, отколкото да бъдат захранени от електрическата мрежа.рентабилни, отколкото да бъдат захранени от електрическата мрежа.
27. Недостатъци на слънчевата енергияНедостатъци на слънчевата енергия
Един от основните недостатъци е първоначалната цена наЕдин от основните недостатъци е първоначалната цена на
оборудването, използвано с цел овладяване на слънцето енергия.оборудването, използвано с цел овладяване на слънцето енергия.
цената на слънчевата енергия също е висока в сравнение с тази отцената на слънчевата енергия също е висока в сравнение с тази от
невъзобновяеми източници. Тъй като недóстига на електроенергияневъзобновяеми източници. Тъй като недóстига на електроенергия
става все по-голям, слънчевата енергия става с все по-конкурентнастава все по-голям, слънчевата енергия става с все по-конкурентна
цена.цена.
Една слънчева инсталация изисква голяма площ, за системата, за даЕдна слънчева инсталация изисква голяма площ, за системата, за да
бъдат ефективни в осигуряването на източник на електрическабъдат ефективни в осигуряването на източник на електрическа
енергия. Това може да бъде по-неблагоприятно положение венергия. Това може да бъде по-неблагоприятно положение в
областите, където пространството е по- малко.областите, където пространството е по- малко.
Замърсяването може да бъде по-неблагоприятно положение заЗамърсяването може да бъде по-неблагоприятно положение за
слънчевите панели, като замърсяването може да влошислънчевите панели, като замърсяването може да влоши
ефективността на фотоволтаичните клетки. Облаците предоставятефективността на фотоволтаичните клетки. Облаците предоставят
същия ефект, тъй като те могат да намалят енергията на слънчевитесъщия ефект, тъй като те могат да намалят енергията на слънчевите
лъчи. Този недостатък е по-голям проблем с големите слънчевилъчи. Този недостатък е по-голям проблем с големите слънчеви
елементи, по-нови проекти интегрират технологии, за да се преодолееелементи, по-нови проекти интегрират технологии, за да се преодолее
най-лошото на тези ефекти.най-лошото на тези ефекти.
Слънчевата енергия е полезно, само когато слънцето грее. През нощтаСлънчевата енергия е полезно, само когато слънцето грее. През нощта
слънчевата електроенергия ще бъде безполезна, но използването наслънчевата електроенергия ще бъде безполезна, но използването на
слънчевите зарядни устройства могат да помогнат за намаляването наслънчевите зарядни устройства могат да помогнат за намаляването на
последиците от този недостатък.последиците от този недостатък.
