Sunčeva svjetlost donosi ogromne količine čiste energije, a fotonaponski solarni paneli omogućavaju da se taj potencijal pretvori u električnu energiju za svakodnevnu upotrebu. Cijeli proces oslanja se na fotonaponski efekat odnosno pojavu pretvaranja svjetlosti u struju. Sam naziv fotonapon/ photovoltage spaja grčku riječ za svjetlost (phos) i prezime fizičara Alessandra Volte.
Osnovu solarne elektrane čine solarne ćelije izrađene od silicijuma koji se dobija iz običnog pijeska. Preko 95% svih panela na svijetu pravi se upravo od ovog materijala jer ga na Zemlji ima u izobilju. Iako prerada kvarcnog pijeska u silicijum zahtijeva mnogo energije u ranoj fazi i ima negativan uticaj na životnu sredinu, moderni solarni paneli energiju iz neobnovljivih izvora utrošenu za njihovu proizvodnju nadoknade u periodu od 1 do 1,5 godine. Ovi solarni paneli imaju životni vijek od 25 do 30 godina.
Proizvodnja energije i funkcionisanje sistema
Za potpunu i bezbjednu instalaciju fotonaponske elektrane potreban je cjelovit sistem koji obuhvata:
- solarne panele;
- inverter (pretvarač): paneli proizvode jednosmjernu struju (DC), dok aparati u domaćinstvu koriste naizmjeničnu struju (AC), a uloga invertera je da pretvara DC u AC struju;
- nosači i konstrukcija: drže panele pod optimalnim uglom;
- kablovi i zaštitna oprema: garantuju bezbjedan rad i zaštitu od prenapona;
- pametno brojilo: prati koliko struje se troši iz mreže;
- akumulatori (opcionalno): skladište višak energije za rad tokom noći ili kada nema sunca.
Nakon što se sistem instalira, objekat direktno koristi energiju koju sam proizvede tokom sunčanih sati. Kućna elektrana u prosjeku proizvede oko 1.000 do 1.100 kWh po kilovatu instalirane snage godišnje u kontinentalnim područjima, dok na obali i otocima taj prinos dostiže do 1.400 kWh/kW. Lokalni klimatski uslovi i specifične instalacije mogu utjecati na ove vrijednosti.
Za postavljanje takve elektrane u prosjeku je potrebna korisna površina krova oko 5 do 7 m². Na toj površini se mogu u prosjeku instalirati 2 do 3 panela standardne snage uzimajući u obzir i razmake između panela i prostor potreban za montažu. Današnji moderni paneli najčešće imaju snagu od 400 W do 650 W po komadu. Potrebna površina u praksi zavisi od snage i dimenzija pojedinačnog panela. Na primjer, panel snage približno 400–500 W može imati dimenzije oko 1,72 × 1,13 m te zauzima površinu od približno 1,95 m².
Najbolji prinos daje krov usmjeren ka jugu. Ako je krov usmjeren ka istoku ili zapadu, proizvodnja je manja za oko 10–15%, pa može biti potrebna nešto veća površina. Optimalan nagib varira u zavisnosti od geografske lokacije, a u našoj regiji je između 30° i 35°.
Dva osnovna modela rada
Za projektovanje ili kupovinu solarnih panela potrebno je poznavati energetske potrebe zajednice na mjesečnom planu za „on–grid“ sistem i/ili maksimalnu moguću potrebnu snagu zajednice za „off–grid“ sistem.
Samostalni sistem (Off-Grid) je nezavisan od mreže. Proizvedena energija iz solarnih panela sprema se u solarne baterije, odakle se troši prema potrebi. Pri izradi projekcije potrošnje potrebno je uzeti najteži zimski period kako bi se osiguralo neprekidno napajanje. Ključne prednosti ogledaju se u potpunoj energetskoj nezavisnosti, izostanku mjesečnih računa i neprekidnom napajanju. Najveći nedostaci su znatno viši početni troškovi nabavke i periodične zamjene baterija svakih 8 do 15 godina, kao i rizik od nestašice energije tokom dužih perioda tmurnog i zimskog vremena.
Sistem spojen na mrežu (On-Grid) radi dok sija sunce, te objekat direktno troši svoju struju. Ako proizvede više nego što potroši (npr. u podne), višak se šalje u javnu mrežu. Kada sunca nema, struja se povlači iz mreže. Spojeni su na javnu elektroenergetsku mrežu. Njegove glavne prednosti su znatno niža cijena instalacije obzirom da baterije za skladištenje nisu potrebne te jednostavnije održavanje. S druge strane, mana ovog modela je potpuna ovisnost o javnoj mreži. U slučaju nestanka struje on-grid sistem se automatski gasi.
Stvarna energetska tranzicija postiže se tek razvojem zajednica obnovljive energije. Kroz zajednice, građani ne moraju pojedinačno posjedovati krov ili velika finansijska sredstva. Umjesto toga, udruživanjem mogu zajednički ulagati u veće solarne sisteme, dijeliti proizvedenu energiju i smanjiti troškove za sve članove.
Ilustrativni primjer zajednice obnovljive energije
Prikaz godišnje potrošnje električne energije, troškova i ostvarenih ušteda – scenarij u kojem se 60% potreba pokriva iz solarne elektrane:
| Član energetske zajednice | Ukupna godišnja potrošnja | Trošak godišnje potrošnje sa javne elektroenergetske mreže (100%) | Energija iz solarne elektrane (60%) | Trošak godišnje potrošnje sa javne elektroenergetske mreže (40%) | Godišnja ušteda |
| Opština (0,30 KM/kWh) | 60.000 kWh | 18.000 KM | 36.000 kWh | 7.200 KM | 10.800 KM |
| Kompanija (0,30 KM/kWh) | 120.000 kWh | 36.000 KM | 72.000 kWh | 14.400 KM | 21.600 KM |
| Osnovna škola (0,30 KM/kWh) | 30.000 kWh | 9.000 KM | 18.000 kWh | 3.600 KM | 5.400 KM |
| 15 domaćinstava (0,20 KM/kWh) | 60.000 kWh | 12.000 KM | 36.000 kWh | 4.800 KM | 7.200 KM |
| UKUPNO ZA ZAJEDNICU | 270.000 kWh | 75.000 KM | 162.000 kWh | 30.000 KM | 45.000 KM |
Pored značajnih finansijskih ušteda i dugog vijeka trajanja (garancije proizvođača traju od 10 do 25 godina), prelazak na solarnu energiju direktno smanjuje emisiju štetnog ugljen-dioksida i pomaže u zaštiti životne sredine. To potvrđuju i mnoge studije poput studije Međunarodne agencije za energiju u kojoj se navodi da 1 GW instaliranih solarnih kapaciteta godišnje smanjuje emisije za približno 1,5 miliona tona u poređenju sa proizvodnjom iz elektrana na ugalj.
Pratite našu rubriku DOBRA ENERGIJA! Zajedničke aktivnosti podizanja svijesti o energetskoj tranziciji i zajednicama obnovljivih izvora energije u BiH, u okviru projekta EU4CAET, sprovode KORISNO doo i Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ).
