Tässä artikkelissa käsitellään aurinkopaneelien toimintaperiaatetta, sähkön muuntamista käyttökelpoiseksi ja aurinkosähkön varastointia.
Miten aurinkopaneeli tuottaa sähköä? Piikidekennotekniikkaan perustuvien aurinkopaneelien kyky tuottaa sähköä perustuu valosähköiseen ilmiöön: aurinkopaneelin piikidekennossa on päällekkäin N-tyypin ja P-tyypin puolijohdekerrokset. Auringon säteily aiheuttaa elektronien siirtymisen N-puolijohteesta P-puolijohteeseen, jolloin N-puolijohteeseen syntyy positiivinen varaus ja P-puolijohteeseen negatiivinen. Elektronit eivät voi kerrosten välillä liikkua kuin yhteen suuntaan, mutta ulkoista virtapiiriä pitkin ne voidaan johtaa P-kerroksesta takaisin N-kerrokseen. Täten voidaan siis muodostaa tasavirtapiiri. Aurinkopaneelit koostuvat kymmenistä tällaisista kennoista, joiden määrä sekä tyyppi määrittävät paneelin sähköiset ominaisuudet.
Miten aurinkopaneelien sähköenergia tasataan käyttökelpoiseksi? Aurinkopaneelien suurin hetkellinen tehontuottokyky vaihtelee suuresti paneeleihin kohdistuvan valosäteilyn määrän mukaan. Näin ollen niistä saatava sähköenergia ei ole sellaisenaan käyttökelpoista, vaan se tulee tasata tehoelektroniikan avulla. Verkkoon syöttävien järjestelmien ollessa kyseessä paneelien tasasähkö pitää myös muuttaa vaihtosähköksi. Nämä toimet tehdään aurinkosähköinvertterin avulla. Ensin MPPT-säädin (Maximum PowerPoint Tracker) säätää paneeleista saatavan jännitteen tietylle tasolle sekä virran optimaaliseen tasoon sen hetkisen paneelien tehontuoton mukaan. Nykyaikaisissa inverttereissä on useita säätimiä ja tyypillisesti yhtä säädintä kohden kytketään vain 2 paneeliketjua, jolloin paneeliketjujen keskenään erilaiset valaistusolosuhteet tulee huomioitua ja jokaisesta ketjusta saadaan mahdollisimman suuri teho irti. Seuraavana vuorossa on itse vaihtosuuntaaja, joka hakkuroi tasasähköstä vaihtosähköä. Verkkoon liitettäväksi tarkoitettu vaihtosuuntaaja saa tahtinsa pienjänniteverkosta, eli se ei kykene tuottamaan vaihtosähköä, kun sitä ei ole kytketty verkkoon. Invertterejä on saatavilla monen tehoisina. Pienimpiä ovat mikroinvertterit, joihin voidaan kytkeä 1 tai 2 yksittäistä paneelia. Ketjuinvertterit taasen voidaan kytkeä yhdestä pariin kymmeneen aurinkopaneeliketjua, joista jokainen voi koostua parista kymmenestä paneelista, jolloin kokonaisteho vaihtelee muutamasta kilowatista pariin sataan kilowattiin. Suurimpia ovat teollisen mittakaavan useiden megawattien ”keskusinvertterit”, joita syötetään kokoojakeskuksista, joihin taas on kytketty useita paneeliketjuja rinnan.
Miten aurinkoenergian varastointi ja omavaraisuus toteutetaan? urinkovoimala on tuulivoiman tapaan hyvin sääriippuvainen hajautettu sähköenergiantuotantoyksikkö. Koska tuotanto seuraa säätä eikä kulutusta, energianvarastointi on keino, jolla aurinkovoiman kannattavuutta voidaan lisätä. Aurinkoenergian varastoinnin kustannustehokkuuteen vaikuttaa kuitenkin moni tekijä. Pääsääntöisesti kulutuksen mukaan oikein mitoittaminen on nopein, helpoin ja vaivattomin tapa aloittaa aurinkoenergian hyödyntäminen ja silloin järjestelmästä saa parhaimman tehon irti. Aurinkoenergian varastointi on kuitenkin mahdollista ja sen avulla voidaan nostaa omavaraisuusastetta sekä aurinkovoimalan käyttöastetta. Käyttämällä hankittua varastointikapasiteettia aurinkosähkön varastoinnin lisäksi kiinteistön sähkön laadun parantamiseen, tehonsäätömarkkinoilla (FCR-N) ja hetkittäisenä varavirtana yksittäisille toiminnoille, voidaan energiavaraston käyttöastetta nostaa ja lisätä arvoa. Mikäli olet kiinnostunut energiavarastoinnin eduista, ota yhteys myyntiimme. Säätösähkömarkkinat ja sähkön laadun parantaminen ovat esimerkkejä Solarigon uusimmista asiakkailleen tarjoamista tuotteista. Solarigo seuraa energiavarastointiratkaisujen kehittämistä ja tarjoaa asiakkailleen laajasti erilaisia varastointiratkaisuja niin litium-ion-tekniikasta kuin ei-kemiallisista varastointiratkaisuista.
Comments