Kuidas päikesepaneelid töötavad?

Neli sammu valgusest elektrini

Päikesejaam teeb valgusest kasutatava elektri nelja sammuga: paneel tekitab alalisvoolu, inverter muundab selle vahelduvvooluks, maja tarbib elektri ära ja ülejääk läheb akusse või võrku.

1. Paneel muudab valguse alalisvooluks

Päikesepaneel koosneb ränist elementidest, milles valgus lööb elektronid liikuma. Seda nimetatakse fotoelektriliseks efektiks. Iga element annab umbes 0,6–0,7 V pinget; paneelis on elemendid ühendatud jadamisi, nii et ühe paneeli pinge on 30–45 V ja võimsus praegu tavaliselt 430–480 W.

Tekkiv vool on alalisvool (DC). Selle suurus sõltub otseselt valguse hulgast: hommikul ja pilves ilmaga on vool väike, selge suvepäeva keskpäeval suurim. Paneelis ei ole liikuvaid osi ega kuluvaid materjale, mistõttu tootjad annavad võimsusele 25–30-aastase garantii. Paneelide tehnoloogiaid ja valikut käsitleb paneeli tehnoloogiate võrdlus.

2. Paneelid ühendatakse ahelateks

Katusel ühendatakse paneelid jadamisi ahelateks ehk stringideks, mille pinge ulatub mitmesaja voldini. Kõrge pinge ja väike vool tähendavad peenemaid kaableid ja väiksemaid kadusid teel inverterini.

Ühes ahelas olevad paneelid peaksid olema sama suuna ja kaldega, sest ahela voolu määrab kõige vähem valgust saav paneel. Eri suunas katusepinnad ühendatakse inverteri eri sisenditesse. Miks see nii on ja mida teha varjudega, selgitab leht kaldenurk, suund ja varjud.

3. Inverter teeb alalisvoolust vahelduvvoolu

Inverter muundab paneelide alalisvoolu 230/400 V vahelduvvooluks (AC), mis on sünkroonis elektrivõrguga. Ilma inverterita ei saa paneelide elektrit majas kasutada ega võrku anda.

Peale muundamise teeb inverter veel kolme asja:

• otsib pidevalt paneelide jaoks parimat tööpunkti (MPPT), et saada igas valgusolukorras suurim võimsus;
• jälgib võrgu pinget ja sagedust ning lülitab jaama võrgukatkestuse korral välja, et liinidel töötavad inimesed ei satuks ohtu;
• mõõdab toodangut ja saadab andmed jälgimisrakendusse.

Hübriidinverter juhib lisaks akupanga laadimist ja tühjendamist. Inverteritüüpe võrdleb inverteri juhend.

4. Elekter läheb esmalt oma maja tarbijatele

Inverterist tulev elekter jõuab elektrikilpi ja sealt edasi töötavatele seadmetele. Eraldi ümberlülitamist ei ole vaja: vool liigub füüsikaliselt lähima tarbijani, nii et oma toodang kasutatakse ära enne, kui võrgust midagi juurde võetakse.

Seda osa toodangust, mille majapidamine ise samal hetkel ära kasutab, nimetatakse omatarbeks. Omatarve on päikesejaama tasuvuse võti, sest iga ise tarbitud kilovatt-tund jätab ostmata võrguelektri koos võrgutasu ja maksudega. Kuidas see arvutustes välja näeb, on kirjas tasuvusarvutuses eurodes.

5. Ülejääk läheb akusse või võrku

Kui paneelid toodavad rohkem, kui maja parajasti tarbib, on ülejäägil kaks teed.

• Kui majas on akupank, laeb hübriidinverter ülejäägiga akut ja annab elektri tagasi õhtul, kui toodangut enam ei ole. Millal see end ära tasub, selgitab akupanga kasulikkuse juhend.
• Kõik, mis akusse ei mahu, läheb võrku. Kahesuunaline arvesti mõõdab võrku antud elektri eraldi ja elektrimüüja maksab selle eest lepingujärgset hinda, mis on tavaliselt seotud börsihinnaga. Loe lähemalt lehelt elektri börsihind ja võrku müük.

Õhtul, öösel ja talvel on toodang tarbimisest väiksem ja puudujääv osa tuleb võrgust nagu ennegi.

Millest päikesejaam koosneb?

Koduse päikesejaama põhiosad on paneelid, kinnitussüsteem, inverter, kaablid koos kaitseseadmetega ja kahesuunaline arvesti. Akupank ja nutikas energiahaldus on lisavõimalused.

Kuidas need osad katusele ja kilpi jõuavad, kirjeldab samm-sammult päikesepaneelide paigalduse juhend.