Ce înseamnă un sistem fotovoltaic: explicații simple pentru instalatori și cumpărători

În lumea sistemelor solare, întâlnim adesea abrevierea „PV”, pe care mulți o asociază automat cu energia solară – dar ce înseamnă mai exact? Termenul PV, sau sistem fotovoltaic, se referă la una dintre cele mai răspândite forme de transformare a luminii solare în energie electrică. În acest articol de blog, vom explica într-un mod simplu și ușor de înțeles semnificația sistemului PV, funcționarea acestuia și termenii cheie asociați.

Vom analiza semnificația termenului fotovoltaic, importanța acestuia pentru specialiști și vom prezenta în detaliu modul de funcționare al panourilor fotovoltaice, ce înseamnă capacitatea PV și cum se poate măsura producția de energie solară într-un anumit sistem. Acordăm o atenție deosebită calculului valorii actuale nete, care este esențială pentru planificarea investițiilor și înțelegerea funcționării pe termen lung.

Articolul nu explică doar detaliile tehnice, ci oferă și exemple practice pentru a ajuta cei care se ocupă de instalarea sau achiziționarea de sisteme solare. Citiți articolul pentru a putea interpreta cu încredere datele și deciziile legate de PV.

Ce înseamnă „fotovoltaic” în cazul panourilor solare?

Termenul „fotovoltaic” (în engleză: photovoltaic, prescurtat PV) provine din combinarea cuvintelor grecești „phos” (lumină) și „voltaic” (referitor la tensiune), din numele lui Alessandro Volta. Esența sa: procesul de transformare directă a energiei luminii în energie electrică. Această tehnologie stă la baza funcționării panourilor solare, care produc energie electrică sub acțiunearadiației solare, fără niciun fel de mișcare mecanică.

Inima panourilor solare este celula fotovoltaică. Aceasta este fabricată cel mai adesea din siliciu, care, datorită proprietăților sale semiconductoare, este capabil să transforme lumina în purtători de sarcină electrică – electroni. Când aceste sarcini se deplasează, ele generează curent continuu (CC), care este transformat de un invertorîn curent alternativ, astfel încât energia electrică poate fi utilizată în gospodării sau reintrodusă în rețea.

Sistemul fotovoltaic reprezintă, așadar, soluții energetice care transformă energia solară direct în energie electrică. Acestea nu numai că funcționează într-un mod ecologic, dar oferă și o soluție economică pe termen lung, constituind unul dintre pilonii de bază ai tranziției către surse de energie regenerabile.

Funcționarea simplă a panoului și a sistemului fotovoltaic

Funcționarea sistemului fotovoltaic se bazează pe procesul prin care energia solară este transformată direct în energie electrică. Elementul central al sistemului este panoul fotovoltaic, care este format din celule solare. Aceste celule sunt fabricate de obicei din siliciu cristalin și, sub acțiunea luminii, generează curent continuu (CC). Această sarcină electrică ajunge prin cabluri la invertor, care transformă curentul continuu în curent alternativ (CA), care poate fi utilizat de aparatele electrocasnice sau de rețeaua electrică.

Un sistem fotovoltaic nu este format doar din panouri și invertor. Sistem complet include și structura de susținere, cablurile, siguranțele, protecția împotriva supratensiunii, contoarele de consum și, dacă este cazul, baterii. Invertoarele moderne sunt echipate cu MPPT (Maximum Power Point Tracking), care caută automat punctul de funcționare cu cea mai bună performanță în funcție de condițiile de lumină din momentul respectiv.

De exemplu, în cadrul unei instalări, prin conectarea a zece panouri solare de 400 W se obține o capacitate nominală a sistemului de 4 kW. Această valoare nu reprezintă încă producția reală, ci doar puterea maximă în condiții ideale. La dimensionarea sistemului trebuie să se țină seama de orientarea acoperișului, unghiul de înclinare, cantitatea de radiație solarăpreconizată șiobiceiurile de consum.

La instalareapanourilor solare, este important să se utilizeze componente de bună calitate și fiabile. Pentru a face alegerea potrivită, merită să consultați oferta de panouri solare și invertoare.

Ce înseamnă capacitatea PV și cum se măsoară?

Capacitatea PV (denumită și putere nominală) indică cantitatea de energie electrică pe care sistemul fotovoltaic o poate produce în condiții ideale de măsurare standard (STC – Standard Test Conditions). Această valoare este exprimată în wați (W) sau kilowați (kW), iar în cazul sistemelor se utilizează adesea kWp (kilowați-vârf).

Calcularea capacității este simplă: se înmulțește numărul de panouri solare cu puterea nominală a fiecărui modul. De exemplu, în cazul a zece panouri solare de 400 W, 10 × 400 W = 4000 W, adică 4 kWp sau 4 kW. Aceasta înseamnă că, teoretic, sistemul poate produce 4 kilowați de energie în condiții de insolație maximă.

Capacitatea nu trebuie însă confundată cu producția anuală de energie. Prima este o valoare de putere instantanee, iar cea din urmă depinde de mai mulți factori, cum ar fi orientarea, unghiul de înclinare, intensitatea radiației solarelocale și ciclurile zilnice alesoarelui.

Determinarea exactă a capacității joacă un rol cheie în dimensionarea sistemelor fotovoltaice. În timpul proiectării, calculul se face luând în considerare randamentul preconizat și profilul de consum. Un calcul detaliat al puterii panourilor solare poate fi de ajutor în acest sens , oferind și o bază pentru selectarea sistemului adecvat.

Producția de energie solară fotovoltaică: cum se calculează și de ce depinde?

Producția de energie solarărelevantă se referă la cantitatea de energie electrică produsă de un sistem fotovoltaic într-o anumită perioadă de timp. Conform formulei generale:

Producția anuală = capacitatea PV (kWp) × numărul de ore de soare pe an

În România, numărul mediu de ore de soare este de aproximativ 1100-1300 h/kWp/an, astfel încât, de exemplu, un sistemde 4 kWp produce aproximativ 4400-5200 kWh de energie pe an.

Calculul este următor: pentru un sistem de 4,4 kWp, dacă numărul de ore de soare pe an este 1200, atunci 4,4 × 1200 = 5280 kWh/an.

Această valoare ajută la estimarea producției anuale a sistemului și la compararea acesteia cu consumul.

De ce depinde producția?

• Tipul panoului: de exemplu, panourile monocristaline au un randament mai bun decât cele polikristaline sau cu strat subțire.
• Unghiul de înclinare și orientarea: în mod ideal, panourile trebuie montate la un unghi de ~35° și orientate spre sud. În caz contrar, pierderile pot ajunge până la 10-20%.
• Temperatura și vremea: performanța panourilor poate scădea din cauza supraîncălzirii (temperatura optimă este de aproximativ 20–25 °C).
• Umbră și optimizarea sistemului: panourile umbrite pot reduce drastic randamentul întregului sistem – de aceea se utilizează adesea un optimizator.

Este recomandabil să se monitorizeze producția reală a sistemelor fotovoltaice zilnic, lunar sau anual. Pentru aceasta se utilizează sisteme de monitorizare și jurnale integrate în invertor. Acestea nu numai că înregistrează cantitatea de energie electrică produsăzilnic , ci ajută și la detectarea eventualelor defecte, a scăderii randamentului sau a defectăriicomponentelor.

Pentru estimarea precisă a producției,este utilă o calculare detaliată a performanței panourilor solare. Aceasta ajută la evaluarea cantității de energie pe care o poate produce sistemul și la optimizarea timpului de recuperare a investiției. În timpul calculului, este recomandabil să se ia în considerare numărul de ore de soare adaptat la condițiile locale și reducerea procentuală a eficienței sistemului (de exemplu, pierderi de cabluri, eficiența invertorului, murdărie etc.).

Ce este calculul valorii actuale nete și de ce este important în proiectarea sistemelor solare?

Valoarea actuală netă (în engleză Net Present Value, NPV) este o metodă de calcul economic care arată valoarea pe care o va genera o investiție – de exemplu , un sistem fotovoltaic – în viitor, ținând cont și de valoarea temporală a banilor. Esența este că veniturile viitoare (economiile la costurile energiei electrice) sunt actualizate la valoarea prezentă, din care se scad costurile investiției. Valoarea astfel obținută este „profitul net” al proiectului.

Formula NPV:

NPV = ∑ (Rt / (1+i)^t) – C0

Unde:

• Rt este fluxul de numerar anual viitor (de exemplu, costurile economisite cu energia),
• i este rata de actualizare (de exemplu, inflația sau randamentul așteptat),
• t este timpul (ani),
• C0 este costul inițial al investiției.
•  

Dacă NPV este pozitiv, investiția se amortizează și generează profit. Dacă este negativ, pe termen lung este deficitară.

În cazul sistemelor solare, calcularea valorii actuale nete ajută la planificarea pe termen lung. Se pot lua în considerare producția anuală , prețurile energiei, durata de viață a sistemului (de obicei 20-25 de ani) și eventualele costuri de întreținere. Este important să se lucreze cu estimări realiste, de exemplu cu o rată de actualizare stabilă între 4 și 6%.

Un calcul bine realizat al valorii actuale permite investitorului sau instalatorului să evalueze în mod obiectiv care sistem oferă un randament financiar adecvat și care poate fi cea mai bună alegere pe termen lung în mediul respectiv.

Cum le folosim în timpul funcționării?

După instalarea unui sistem fotovoltaic, sarcina nu se termină – pentru a asigura rentabilitatea pe termen lung, este esențial să se monitorizeze și să se optimizeze funcționarea . Pentru aceasta , se utilizeazăcapacitatea fotovoltaică calculată în timpul instalării , producția anuală de energie solară fotovoltaică și dateleobținute din calculul valorii actuale nete.

În timpul funcționării, datele de producție trebuie verificate în mod regulat, iar invertoarele și sistemele de colectare a datelor oferă feedback în timp real. Cantitatea de energie electrică produsă și curbele de randament pot fi comparate cu estimările anuale calculate în prealabil. Dacă se constată abateri semnificative, acestea pot fi semne ale unei defecțiuni tehnice sau ale unei scăderi a eficienței – de exemplu , praf care acoperăpanourile solare, efectul de umbră sau o defecțiune a invertorului.

Calculul valorii actuale poate fi recalculat în funcție de costurile de întreținere și de eventualele scăderi ale eficienței, pentru a oferi o imagine actualizată a performanței financiare a investiției. Acest lucru este deosebit de important în cazul investițiilor la nivel industrial, unde investitorii se așteaptă la o evaluare precisă a randamentului.

Monitorizarea pe termen lung a datelor nu este utilă doar pentru detectarea defectelor, ci ajută operatorul să optimizeze în modcontinuusistemul , de exemplu prin parametrizarea invertoarelor sau stabilirea programelor de întreținere periodică.

O astfel de conștientizare a exploatării este deosebit de importantă în cazul proiectelor precum instalarea de sisteme solare industriale, unde dimensiunea și ponderea economicăa sistemelor sunt semnificativ mai mari.

Scopul articolului nostru este de a prezenta în mod accesibil energia solară fotovoltaică, funcționarea acesteia și cele mai importante aspecte economice pentru toți cei care se gândesc să instaleze un sistem fotovoltaic sau care se ocupă deja activ de acest domeniu. Am aflat ce înseamnă fotovoltaic, care nu este altceva decât transformarea directă a luminii solare în energie electrică – un proces care reprezintă una dintre cele mai moderne soluții în domeniul energiilorregenerabile.

Am explicat în detaliu ce înseamnă capacitatea fotovoltaică, cum se poate calcula dimensiunea și performanța sistemului și ce factori influențează producția fotovoltaică efectivă . Capacitatea în sine nu garantează un randament ridicat – este important să se țină seama și de efectele amplasării, umbririi și condițiilor meteorologice.

Metoda valorii actuale netejoacă un rol cheie în calcularea rentabilității economice , ajutând la evaluarea obiectivă a avantajelor pe termen lung ale investiției. În cadrulcalculului valorii actuale pot fi analizate economiile viitoare, costurile de exploatare și profitul care poate fi obținut pe durata de viață.

În cele din urmă, am evidențiat modul în care aceste date pot fi utilizate în exploatarea zilnică a sistemului: prin monitorizarea randamentului, detectarea rapidă a defectelor și susținerea deciziilor de exploatare, proprietarul poate asigura funcționareacorespunzătoarea sistemului pe termen lung .

Un sistem fotovoltaicbine proiectat și supravegheat nu produce doar energie electrică, ci asigură o energie stabilă și previzibilă, sprijinind în același timp gestionarea energetică ecologică.

FAQ – Întrebări frecvente

1. Ce înseamnă PV în cazul sistemelor solare fotovoltaice?

PV este prescurtarea de la „fotovoltaic” și se referă la tehnologia care produceenergie electricădirect din lumina soarelui cu ajutorul semiconductorilor. Aceasta este baza funcționării sistemelor solare.

2. Cum se calculează aproximativ cantitatea de energie produsă de sistemul meu?

Producția anuală secalculează pe bazacapacității PVa sistemului (kWp) și a numărului de ore de soare din zona respectivă. Formula: Producție anuală = kWp × ore de soare/an.

3. Ce înseamnă valoarea actuală netă și de ce este importantă în cazul unei investiții în panouri solare?

Cu ajutorulcalculului valorii actuale nete se poate stabili valoarea financiară a investiției pe întreaga durată de viață, luând în considerare costurile inițiale și economiile viitoare.

4. Cât de des trebuie verificată funcționarea sistemului?

Se recomandă verificarea datelor privind energia electrică produsăcel puțin o dată pe lună . Jurnalele invertoarelor și sistemele de monitorizare disponibileîn permanență sunt de mare ajutor în acest sens.

5. Ce tipuri de panouri pot alege?

Cele mai comune tipuri sunt panourile solaremonocristaline . Cea mai bună alegere depinde de scopul utilizării, structura acoperișului și bugetul.