Sončne elektrarne po svetu in pri nas doživljajo pravi razcvet. Poleg tega, da se tako v EU kot tudi drugod po svetu posveča vse več pozornosti obnovljivim virom energije (OVE), je med investitorji vse več zanimanja za gradnjo predvsem zaradi ugodnih finančnih učinkov takih naložb, ki jih dosegajo tako s pomočjo državnih spodbud kot tudi zaradi padanja cen solarnih sistemov.

Tako proizvajalci kot ponudniki sistemov za gradnjo sončnih elektrarn na ključ in drugi so se zelo hitro prilagodili novim trendom na trgu in tako je v zadnjem času tudi pri nas vse več ponudnikov, ki investitorjem ponujajo popolnoma vse, kar je potrebno za začetek obratovanja sončne elektrarne. Lastniki, ki imajo na voljo dovolj in pravilno usmerjene strehe kot tudi najemniki streh, ki imajo denar za postavitev sončnih elektrarn, lahko brez večjih naporov postanejo lastniki sončne elektrarne.

Za povprečnega državljana je to seveda precej zahteven in tudi zamuden postopek, če pa se tega lotijo strokovnjaki oziroma podjetja, ki jim to prinaša vsakdanji kruh, je zadeva lahko precej preprosta, saj morajo naročnik le dokazati, da je lastnik oziroma najemnik strehe in da ima zagotovljene finančne vire za financiranje takega projekta, vse drugo – do predaje »ključa« – pa namesto vas storijo drugi.

Ker je tudi med našimi bralci vse več zanimanja za postavitev lastne sončne elektrarne, bomo v nadaljevanju predstavili nekaj osnovnih tehničnih značilnosti sončnih elektrarn in pogoje, ki jih je treba izpolniti za postavitev sončne elektrarne.

Sončne energije ne bo zmanjkalo

Sončno sevanje je trajen vir energije, ki ga narava izkorišča od samih začetkov. Rastline tako s fotosintezo pretvarjajo sončno energijo v kemično (biomasa), solarni kolektorji v toploto, sončne celice pa neposredno v električno energijo. Strokovnjaki ugotavljajo, da letna količina sončne energije, ki pade na Zemljo, kar za osemtisočkrat presega letne svetovne potrebe po primarni energiji. Zato lahko sončno energijo pojmujemo kot trajen in zanesljiv vir energije.

Proces neposredne pretvorbe sončne energije se torej vrši v sončnih celicah, ki so povezane v fotonapetostni (PV) modul kot neločljiva celota. Učinkovitost pretvorbe svetlobne energije v električno je močno odvisna od tipa sončnih celic in pogojev delovanja. Razpon učinkovitosti pretvorbe sega od nekaj odstotkov pri najbolj cenenih celicah ali modulih pa do več ko 40 odstotkov pri najbolj zahtevnih, najdražjih in najnovejših izvedbah. Modularna zasnova sončnih celic omogoča izdelovanje sistemov za oskrbo z električno energijo zelo različnih moči, in sicer od samo nekaj tisočink vata (za zapestne ure) do sistemov z nazivno močjo nekaj kW za samostojne porabnike, kot so na primer gorske koče, in celo omrežnih fotonapetostnih sistemov, kot so sončne elektrarne z nazivno močjo nekaj deset MW.

Sončne oziroma fotovoltaične elektrarne delimo v dve kategoriji, in sicer na tako imenovane otočne elektrarne in sisteme, priključene na električno omrežje. Med prve sodijo tiste elektrarne, ki niso priključene na električno omrežje in služijo predvsem za oskrbo posameznega objekta z električno energijo, kjer ni električnega omrežja. Lahko so izvedene kot samostojni sistem ali v povezavi z agregati. Za shranjevanje elektrike se uporabljajo posebni akumulatorji. Uporabnik lahko izbere oskrbo objekta z enosmerno napetostjo, to je neposredno iz akumulatorjev, ali z izmenično napetostjo (z uporabo razsmernikov).

Druga kategorija sončnih elektrarn so omrežni sistemi, ki so priključeni na električno omrežje. Investitor energijo prodaja distributerju električne energije po višji, subvencionirani ceni in elektrarna mu služi kot oblika investicije.

Prava izbira

Sončne celice so sestavljene iz fotonapetostnih modulov, ki sončno obsevanje spreminjajo neposredno v električno energijo. Poznamo več vrst modulov, ki se ločijo glede na tip izdelave fotonapetostnih celic, velikost, izkoristke itd. Celice so po svoji zgradbi najpogosteje iz monokristalnega, polikristalnega ali amorfnega silicija. Strokovnjaki svetujejo, da naj se investitorji pri postavitvi elektrarne odločijo samo za en tip modulov. Ti so med seboj povezani serijsko v verige. Več takih verig je nato priključenih preko pretokovne in prenapetostne zaščite na omrežni razsmernik. Število modulov v posamezni seriji ter število takih verig določimo glede na največje dopustne zmogljivosti razsmernika. Ta spreminja enosmerno napetost na vhodu v izmenično napetost na izhodu, ki je v fazi z napetostjo električnega omrežja. Razsmernik je preko izmenične prenapetostne in pretokovne zaščite ter odklopnika tokokroga povezan s števcem električne energije, ki meri proizvedeno energijo iz fotonapetostnega sistema.

Glede na to, da je na trgu zelo veliko najrazličnejših modulov različnih proizvajalcev in različnih cenovnih razredov, je za investitorja najbolj preprosta rešitev, da se o izbiri dogovori s strokovnjakom, ki bo glede na želje in zmožnosti naročnika predlagal najbolj optimalno izbiro sončnih celic in vseh drugih sestavnih delov, ki sodijo k sončni elektrarni.

Poleg izbire sončnih modulov in druge priključne opreme (glej skico zgoraj) je pred dokončno odločitvijo za gradnjo sončne elektrarne zelo pomemben podatek o gibanju sonca. S sledenjem soncu lahko namreč precej povečamo donosnost sončne elektrarne.

Poznamo dva tipa sledenja, in sicer enoosno in dvoosno sledenje (slika spodaj). Pri enoosnem – dnevnem – sledenju se moduli obračajo od vzhoda proti zahodu, njihov naklon pa ostaja enak. Pri dvoosnem sistemu moduli dnevno sledijo soncu, istočasno pa se spreminja tudi njihov naklon, in sicer tako, da je modul vedno pravokotno na vpadni kot sončnih žarkov.

Dnevno in sezonsko sledenje soncu

Po ugotovitvah strokovnjakov je uporaba sledilnikov pri klasičnih fotonapetostnih modulih odvisna predvsem od višine naložbe, ki je potrebna za mehansko konstrukcijo sledilnika, dodatno elektroniko in vzdrževanje sistema ter od lokalnih klimatoloških pogojev. Na splošno velja, da lahko z enoosnim sledenjem proizvedemo za okoli 15 do 20 odstotkov več energije kot s statičnim sistemom, z dvoosnim sledilnikom pa pridobimo okoli 30 do 35 odstotkov več energije. Preden se odločimo za uporabo sledilnih sistemov, pa moramo upoštevati tudi estetski videz sledilnih sistemov.

Najbolj optimalna je gradnja na »ključ«

Poleg omenjenih informacij je za vsakega investitorja pomemben podatek tudi količina sončnega obsevanja v kraju, kjer naj bi stala sončna elektrarna. Na splošno velja, da največ sevanja prispe na zemljo opoldne, najmanj pa zgodaj zjutraj in pozno popoldne. Tudi med letom obstajajo precej velike razlike v sončnem obsevanju. V izrazito sončnih regijah, kot je denimo Sahara, je v povprečju na voljo dvakrat več energije kot v osrednji Evropi. Za Slovenijo znaša sončno obsevanje od 1000 do 1200 kilovatnih ur na kvadratni meter površine. Za Ljubljano znaša v povprečju 1100, za Portorož pa 1396 kilovatnih ur na kvadratni meter. Po ugotovitvah strokovnjakov je idealna usmeritev fotonapetostnih modulov sončne elektrarne 00 (točno proti jugu), idealen naklon sončne elektrarne pa 30 stopinj.

To je nekaj osnovnih informacij, ki posamezniku lahko olajšajo odločitev za gradnjo sončne elektrarne. Predvsem pa je pred odločitvijo najpomembnejše, da imamo na voljo dovolj veliko in pravilno usmerjeno streho. Če smo torej lastnik ali najemnik strehe, je morda pravi trenutek, da obiščemo katerega izmed ponudnikov, ki nam bo podrobno razložil, kako poteka celoten postopek, in zbral ustrezne podatke za izračune. Če celoten postopek razdelimo na več korakov, ga lahko strnemo na naslednje aktivnosti:

  • Najprej bodo ponudniki odgovorili na povpraševanje in po ogledu objekta ter izmenjavi informacij pripravili celovito ponudbo in vam predlagali najboljšo možno rešitev.
  • Potrditvi ponudbe sledi podpis pogodbe med vami in izbranim ponudnikom.
  • V skladu z dogovorom izvajalec pripravi vso potrebno projektno dokumentacijo.
  • Poskrbeli bodo za dobavo in gradnjo elektrarne.
  • Poskrbeli bodo za izvedbo potrebnih meritev in testiranj; uredili bodo celotno dokumentacijo, ki jo boste potrebovali za podpis pogodbe z elektrodistributerjem ter za pridobitev vseh soglasij.
  • Na koncu vseh postopkov vam bodo predali obratovalna navodila in »ključ« za zagon elektrarne. Celoten postopek od začetka do predaje »ključa« traja od enega do dveh let, morda tudi več, marsikaj pa je odvisno od različnih soglasodajalcev in upravnih organov, ki včasih postopek precej zavlečejo.

Tisti lastniki, ki nimajo namena graditi sončne elektrarne z lastnimi sredstvi, imajo pa dovolj veliko in ustrezno usmerjeno streho, se lahko odločijo in svojo streho preprosto oddajo v najem. V zadnjem času je namreč vse več podjetij in tudi posameznikov, ki iščejo ustrezno velike strehe za gradnjo sončnih elektrarn. To je zelo primerno za razne javne objekte, kot so šole in druge javne ustanove, ki imajo velike strešne površine, potrebne temeljite obnove.