panele fotowoltaiczne Tag

Panele fotowoltaiczne, a nasze zdrowie

Bez wątpienia wytwarzanie energii z wykorzystaniem węgla brunatnego, drewna czy węgla kamiennego jest szkodliwe dla środowiska, ale przede wszystkim dla naszego zdrowia.  Są to, tak zwane, nieodnawialne źródła energii. 

Naprzeciw tym przeciwnością w ostatnich latach, zyskało OZE. Jedną z gałęzi, która szczególnie się rozwinęła, to fotowoltaika. Nie podlega dyskusji, że ma ona korzystny wpływ na środowisko, ale w jaki sposób oddziałuje ona na zdrowie ludzi?

Z czego dokładnie zbudowane są panele fotowoltaiczne, opisywaliśmy w jednym z naszych artykułów. Oprócz użycia krzemu, selenu i germanu używa się też, związków fluorowych. Przyczyniają się one w niewielkim stopniu do efektu cieplarnianego. Mimo wszystko emisja tych substancji jest znacznie mniejsza niż, w przypadku gazów cieplarnianych.  Wytwarzają się one tylko i wyłącznie w procesie wytwarzania paneli fotowoltaicznych. 

Czy zatem fotowoltaika wpływa negatywnie na zdrowie?

Otóż nie. 

• Po pierwsze krzem występuje naturalnie w środowisku, w związku z czym nie trzeba go produkować.
  
• Sama w sobie instalacja fotowoltaiczna jest bezemisyjna. Oznacza to, że działanie instalacji PV nie skutkuje emisją żadnych substancji do atmosfery. Im więcej powstaje farm fotowoltaicznych i instalacji przydomowych, tym mniejsza emisja siarki, tlenków azotu, cząsteczek stałych.

•  Instalacje fotowoltaiczne są bardzo ciche i nie tworzą nadmiernego hałasu. Powstałe farmy PV nie płoszą zwierzyny i nie oddziałują na nią w negatywny sposób.

• Panele fotowoltaiczne wytwarzają niejonizujące promieniowanie elektromagnetyczne, jednak  nie wpływa ono w żaden sposób negatywnie na nasze zdrowie, ani na środowisko naturalne. Dopuszczalne parametry fizyczne pól elektromagnetycznych zostały przedstawione w Rozporządzeniu Ministra Środowiska z dnia 30 października 2003 r. Określono w nich dopuszczalne poziomy pól elektromagnetycznych, jakie mogą występować w środowisku, oraz sposobów sprawdzania dotrzymania tych poziomów. 

Jedyne zagrożenia, jakie mogą wystąpić i w pewien sposób oddziaływać na nasze zdrowie, to zagrożenie pożarem, bądź porażenie prądem. Tego typu zagrożenia występują bardzo rzadko. Większość modułów wyposażona jest w systemy ochronne, które wykrywają i chronią przed wyładowaniami prądu stałego. 

Podsumowując farmy fotowoltaiczne, jak i sama fotowoltaika nie są szkodliwe dla zdrowia. Pod uwagę należy brać to, komu zlecimy projekt, jak i montaż instalacji. Jeżeli będą to wykwalifikowani specjaliści, to na pewno nie ma powodu do obaw. Projekty instalacji wykonanych zgodnie z normami i przepisami wydłużą czas eksploatacji paneli. Przede wszystkim fotowoltaika pozwala na niezależność finansową.

Odpowiedni kąt nachylenia instalacji fotowoltaicznej

Rosnące ceny prądu zmuszają wszystkich do szukania rozwiązań, które pozwolą na zminimalizowanie tych kosztów. Jedną z takich opcji jest zainstalowanie paneli fotowoltaicznych. 

Decydując się na panele fotowoltaiczne, głównie oczekuje się od nich wydajności, jak i efektywności. Są to dwie cechy, na które zwracamy uwagę. Działanie instalacji fotowoltaicznej uzależnione jest od kilku czynników. Jednym z nich jest kąt nachylenia instalacji fotowoltaicznej pod względem kąta padania energii słonecznej. Złe ustawienie będzie powodowało wytwarzanie mniejszej ilości energii, a to przełoży się na mniejszą wydajność.  

Jak już wiemy, kat nachylenia paneli fotowoltaicznych ma znaczący wpływ na jej wydajność. Eksperci podają, że minimalny kąt nachylenia instalacji wynosi 15 stopni. Nachylenie pod tym kątem wystarczy do samooczyszczania się modułów, kiedy spadnie na nie śnieg bądź inny zalegający brud. W momencie, gdy dach ma mniejszy spadek, potrzebne jest zastosowanie konstrukcji, której zadaniem jest zwiększenie kątu nachylenia. 

Warunki atmosferyczne, w jakich żyjemy, wymuszają na nas mniejszy kąt nachylenia, a dokładniej 30-40 stopni. Przeważnie panele montuje się w stronę południową. Ten kąt nachylenia oraz strona świata wpływają na pracę paneli fotowoltaicznych. Nie wyklucza to montowania paneli również w inne strony świata np.: południowo – wchodzim. Jeżeli nie ma innej możliwości panele montowane są też w kierunku wchodnio – zachodnim, jednak wtedy kąt nachylenia musi wynosić 30 stopni. 

Ważnym parametrem, na który również należy zwrócić uwagę to region, w którym mieszkamy, oraz pory roku. W rejonach południowych kąt nachylenia powinien wynosić 30 stopni, ponieważ większe nachylenie wpłynie na moc pobieranej energii, która będzie mniejsza.
W północnych regionach największa energia produkuje się z energii słonecznej, gdy panele ustawione są pod kątem 40 stopni. 

Jak widać, kąt nachylenia instalacji fotowoltaicznej jest bardzo ważny. Dobieramy, jest on na postawie wielu czynników. Należy pamiętać, że konstrukcje, które mają 30-stopniowy kąt nachylenia, umożliwiają uzyskanie jak najlepszej wydajności o każdej porze roku. Konstrukcja zamontowana pod kątem wyższym niż 30 stopni pobiera najwięcej energii w miesiąc letnich. W okresie zimowych ta energia będzie spadać.

Firmy, które zajmują się fachowo instalacją paneli fotowoltaicznych, dbają o kompleksowość swojej usługi. Biorąc pod uwagę wszystkie czynniki opisane powyżej, dobiorą najlepsze komponenty oraz ustawią odpowiedni kont nachylenia. Warto jednak gromadzić i takie informacje niezależnie czy się stawia farmę fotowoltaiczną, czy panele na dachu.

Decyzja środowiskowa – Jeden z procesów budowania farmy fotowoltaicznej

Odnawialne źródła energii mają największy potencjał rozwojowy w naszym kraju. Duże grono przedsiębiorców, które ma podejście proekologiczne, decyduje się na budowanie farm fotowoltaicznych. Są to tzw. elektrownie słoneczne. Energia wyprodukowana z paneli jest przekazywana do sieci elektrycznej, a następnie kierowana do konsumentów. Mimo że, tego typu farmy wpływają pozytywnie na środowisko, nie idzie to w parze z ingerencją w przekształcenie terenu, na którym ma znaleźć się dana inwestycja. W tym celu wymagane jest uzyskanie tzw. zgody środowiskowej. 

Według prawa § 3 ust. 1 pkt. 54 Rozporządzenia Rady Ministrów z dnia 10 września 2019 r. w sprawie przedsięwzięć mogących znacząco oddziaływać na środowisko (Dz.U. 2019 poz. 1839), dla farmy PV wymagane jest uzyskanie decyzji o środowiskowych uwarunkowaniach, jeśli jej powierzchnia zabudowy przekracza:

1. a) 0,5 ha na obszarach objętych formami ochrony przyrody lub w otulinach form ochrony przyrody,
2. b) 1 ha na obszarach innych niż wymienione w lit. a.

Zawiera ona pełną analizę wpływu danej inwestycji na przyrodę. Określa też warunki, jakie należy spełnić, aby postawić farmę zgodną z ochroną środowiska.  Sam proces budowy farmy składa się z kilku etapów.: 

1 etap, to pozyskanie materiałów:

Przy składaniu wniosku o wydanie decyzji potrzebne jest złożenie mapy ewidencyjnej, która obejmuje teren przewidziany pod inwestycję, odsuwając się od granicy działki odpowiednią ilość metrów. Na tym etapie potrzebny jest również wypis z rejestru gruntów, jak i wypis z MPZP, jeżeli dany teren taki posiada. 

2 etap, to opracowanie Karty Informacyjnej Przedsięwzięcia (KIP) lub Raportu oddziaływania na środowisko (Raport OOŚ)

Są to dokumenty, które należy dołączyć, aby uzyskać decyzję środowiskową.
KIP I OOŚ różnią się zakresem oddziaływania inwestycji na środowisko. W tych dokumentach należy dokonać opisu stanu faktycznego terenu, na którym powstanie inwestycja, oceny wpływu inwestycji na poszczególne komponenty środowiska. Ważne, aby zaproponować w nich działania minimalizujące wpływ inwestycji na środowisko.
W tym dokumencie dokonujemy też wariantowania inwestycji. 

3 etap, to złożenie wniosku o wydanie decyzji o środowiskowych uwarunkowaniach.

Na tym etapie składa się dokumenty do właściwego urzędu.

4 etap, to postępowanie administracyjne. 

Na tym etapie dokumenty trafiają do organów opiniujących, aż do momentu wydania decyzji.

5 etap, to uzyskanie decyzji o środowiskowych uwarunkowaniach. 

To ostatni etap, w którym trzeba wystąpić do urzędu o nadanie decyzji klauzury ostateczności lub wydania oświadczenia, aby był on prawomocny. 

Każdy etap jest uzależniony od drugiego. Bez prawidłowego przeprocesowania wcześniejszego etapu nie można przejść do kolejnego. 

Organem właściwym, który wydaje decyzję o środowiskowym uwarunkowaniach, jest prezydent, burmistrz lub wójt gminy, w zależności od lokalizacji, gdzie ma znajdować się farma PV. 

Jak widać, proces od podpisania umowy do momentu wybudowania farmy fotowoltaicznej jest długi i czasochłonny z punktu widzenia inwestora. Mimo wszystko mnóstwo przedsiębiorców jest zainteresowanych budowaniem farm fotowoltaicznych, ze względu na ekologiczne rozwiązanie, które przyczynia się do dbałości o całą naszą Planetę. Jest to też długoletnia inwestycja dla dzierżawcy i inwestora.

Pożar paneli fotowoltaicznych – Czy należy się bać?

Jak już wiadomo, panele fotowoltaiczne cieszą się ogromną popularnością. Dotyczy to gospodarstw domowych, oraz farm fotowoltaicznych. Sam trend wzrostowy idzie w parze z jakością, ponieważ producenci konkurują ze sobą, oferują najwyższej klasy sprzęt. Od konstrukcji paneli zależy też bezpieczeństwo użytkowania. 

Jednak coraz więcej pojawia się pytań związanych z pożarem. Dlatego dzisiaj chcemy rozwiać te wątpliwości, odpowiadając na pytanie:

Czy panele fotowoltaiczne mogą się same zapalić?

W Polsce Państwowa Straż Pożarna nie prowadzi oficjalnych statystyk, które mogłoby jednoznacznie określić, w ilu procentach dochodzi do samozapłonu tego typu instalacji. Pocieszający jest fakt, że, mimo wzrostowego trendu na instalacje fotowoltaiczne, nie odnotowano zwiększonej ilości pożarów. 

Z kolei według niemieckiego TÜV Rheinland liczba pożarów spowodowana przez instalacje fotowoltaiczne wynosi jedną dziesiątą procenta. Jest to więc bardzo mały odsetek. Dane te dowodzą, że instalacje mają niewielki wpływ na ryzyko pojawienia się pożaru.

Wiadomo, że panele fotowoltaiczne zbudowane są z ogniw fotowoltaicznych. Więcej na temat ogniw pisaliśmy TUTAJ. Ogniwa te przewodzą prąd, który jest przekształcany z energii słonecznej na elektryczną. Jak w każdej konstrukcji elektrycznej jedną z przyczyn, które mogą wywołać pożar, jest zwarcie, oraz złe zintegrowanie instalacji. Jeżeli panele są słabej jakości, zaś do całej konstrukcji zostanie dobrane złe zabezpieczenie elektryczne, wówczas o pożar nietrudno. Do tego typu zabezpieczeń zalicza się bezpieczniki, wtyczki, przewodniki, oraz brak jakichkolwiek zabezpieczeń. Podejmując decyzję o instalacji paneli fotowoltaicznych, należy w pierwszym etapie zweryfikować firmę.

Kolejnym czynnikiem, który może wpłynąć na zagrożenie, są błędy ludzkie. Choć błahy, jednak bardzo ważny element to źle dokręcone śruby. Jeżeli śruba będzie zbyt luźna, może wypaść, a to w konsekwencji doprowadzić do uszkodzenia elementów, które miała podtrzymywać, a następnie do otarć przewodów elektrycznych.

Do czynników, które wpływają na tego typu zagrożenie, są czynniki zewnętrzne, czyli np. uderzenie pioruna.

Już podczas tworzenia projektu wybiera się odpowiednie elementy, które mają zabezpieczyć przed tego typu zdarzeniami. W projekcie powinny być uwzględnione tak zwane zabezpieczenie nadprądowe, czyli bezpieczniki lub wyłączniki. Dodatkowo stosuje się ograniczniki przepięć jak i rozłączniki. Mają one na celu zabezpieczenie instalacji w przypadku uszkodzenia.

Patrząc na możliwości, jakie można zastosować w zabezpieczeniu instalacji elektrycznej, ryzyko pożaru jest znikome. 

Podsumowując, aby unikać pożaru, należy:

1. Mieć odpowiedni projekt instalacji.

2. Wybierać sprawdzone podzespoły.

3. Dbać o regularne przeprowadzanie pomiarów i badań.

4. Dbać o przeprowadzanie przeglądów.

Same panele fotowoltaiczne nie zwiększają ryzyka wystąpienia pożaru, zaś większości przypadków, które wystąpiły, można było uniknąć. 
Każda instalacja wymaga projektu, który zostanie przygotowany przez fachowca. Warto zwrócić też uwagę, aby montaż i serwis by przeprowadzony przez osoby, które mają odpowiednie uprawnienia. Polskie Towarzystwo Fotowoltaiki rekomenduje wykonanie pierwszego przeglądu już po roku od wykonania instalacji, zaś kolejne po trzech latach.

Budowa, oraz zasada działania ogniwa słonecznego.

Każdy z nas widział, jak wyglądają panele fotowoltaiczne. Każdy z nas wie, że energia słoneczna pobierana ze słońca przekształcana jest w energię elektryczną. Jednak czy każdy potrafi opowiedzieć, jak dokładnie wygląda proces tej przemiany, oraz dlaczego tak istotne są ogniwa słoneczne?

Do podstawowych, a zarazem najmniejszych elementów paneli słonecznych należy ogniowo słoneczne. Znane jest także pod nazwą fotoogniwa oraz ogniowa elektrycznego. 

Są to półprzewodniki które, przetwarzają energie pobraną z promieni słonecznych w energię elektryczną o odpowiednim napięciu, częstotliwości i natężeniu. Wykorzystują do tego swoje właściwości fizyczne. W momencie gdy promienie słoneczne padają na fotoogniwo, zachodzi tzn., zjawisko fotowoltaiczne.

Warto zatem dokładniej przyjrzeć się ich budowie.

Zbudowane są z takich pierwiastków jak  krzem, selen i german, ponieważ te materiały  są półprzewodnikami. Za użyciem krzemu
w panelach fotowoltaicznych przemawia fakt, że jest to pierwiastek, który posiada cztery elektrony walencyjne na ostatniej powłoce. Samo zjawisko fotoemisji najszybciej zachodzi w atomach.  Posiadają one największą ilość elektronów walencyjnych. Fakt ten sprawia, że krzem łączy się z innymi występującymi pierwiastkami, które używa się do budowy paneli. Bez wątpienia tym samym uzyskuje się większą liczbę elektronów walencyjnych. 

Ogniwa łączy się w połączeniu szeregowym, czyli szeregu, w rezultacie powstają baterie słoneczne.  

Najprościej mówiąc, ogniwo składa się z dwóch warstw półprzewodnika. 

Pierwszą warstwę tworzy tzw., powłoka ,,n”.  Jest ona przeźroczysta i cienka. Nad nią umieszcza się elektrodę ujemną i powłokę antyrefleksyjną. Na jej spodzie umiejscowiona jest elektroda dodatnia.
Druga warstwa w porównaniu do pierwszej jest grubsza i nazywa się typ ,,p”. 

Warstwy oddzielają się od siebie odpowiednią barierą potencjałów. Opierają się o złącza typu p-n, czyli tzw. półprzewodników niesamoistnych. Taka konstrukcja jest niezbędna do prawidłowego funkcjonowania całego systemu paneli fotowoltaicznych.

Czasami do ogniwa fotowoltaicznego dodaje się dodatkową warstwę PERC. Od zwykłych paneli różnią się tym, że w dolnej warstwie posiadają dodatkową warstwę dielektryka. Warstwa ta jest izolatorem elektrycznym działającym jak reflektor. Promienie słońca, które docierają do dolnej warstwy płytki, a które nie wytworzyły elektronu, odbijają się od paneli. W ten zyskują dodatkową szansę na ponowne wytworzenie energii. 

Na Polskim rynku stosuje się panele fotowoltaiczne pierwszej generacji, tzw. monokrystaliczne.  Rozpoznać je można po kolorze czarnym. Są one najbardziej wydajne, z kolei ich budowa jest prostsza, co przyczynia się do lepszego recyclingu. O tym jak wygląda, recycling paneli pisaliśmy tutaj.

Znając budowę ogniwa słonecznego, dobrze znać zasadę jego działania.

Złącza typu ,,p”, zderzają się z elektronami, które przekazują całą swoją energię.
W momencie, gdy wartość energii jest wystarczająca, dochodzi do wybicia elektronów z orbit atomowych, inaczej mówiąc do zjawiska fotoemisji. Wskutek fotoemisji dochodzi do utraty elektronów, tym samym uzyskując ładunek +. Dlatego miejsce, w którym elektronu już nie ma, nazywane jest dziurą, czyli typ ,,n” zaś, przemieszczenie ładunków w ten sposób powoduje różnicę potencjałów, inaczej mówiąc napięcia elektrycznego.

Bez wątpienia tym jednak nie kończy się proces uzyskania energii elektrycznej, ponieważ nadal nie mamy potrzebnego prądu. Na poziomie ogniw wytwarza się prąd stały, a prąd, którego używany w naszych domach, jest prądem zmiennym. Fakt ten powoduje, że cała energia transferuje do inwertera. W rezultacie on przekształca ją w prąd zmienny. Inwerter dopasowuje parametry prądu do parametrów sieci domowych, oraz kontroluje pracę paneli fotowoltaicznych.