Komponenty instalacji energii odnawialnej

Najważniejszą częścią instalacji są źródła energii, a więc panele i ogniwa fotowoltaiczne, generatory wiatrowe i mechaniczne oraz ogniwa paliwowe. Różnią się one wielkością (mocą), sprawnością, ceną w odniesieniu do generowanej mocy i przeznaczeniem.

Moduły fotowoltaiczne są przeważnie płaskie i zawierają od 18 do 180 monokrystalicznych lub polikrystalicznych ogniw krzemowych. Moc wyjściowa pojedynczego panelu wynosi ok. 250 Wp. Sprawności modułów komercyjnych zwiększają się z roku na rok wraz z poprawą technologii.

Na rynku znajduje się szeroki wachlarz modułów PV o różnej wielkości i tym samym mocy. Wytwarza się specjalne moduły, które są zintegrowane z dachami lub fasadami budynków. Produkowane są również wersje szczególnie odporne na korozję wywołaną słoną wodą morską. Znajdują one zastosowanie na łodziach żaglowych, znakach nawigacyjnych i latarniach morskich, gdzie muszą być szczególnie odporne na oddziaływanie słonej wody. Ostatnim osiągnięciem w tej dziedzinie jest wytworzenie półprzezroczystego modułu, który może być używany jako okno w budynkach, na przystankach w postaci kropek nałożonych na szybę.

Ocena potencjału biznesowego poszczególnych grup produktowych i aplikacji #5

 

Jeśli chodzi o potencjał biznesowy, to największy kryje się w dużych farmach PV i małych rozwiązaniach specjalistycznych. Te pierwsze są w czołówce z uwagi na skalę, wielkość inwestycji i związaną z nią sprzedaż kilometrów kabli, setek złączy, elementów zabezpieczających i innych części. Te profesjonalne zapewniają większe marże handlowe, trafiają w wartościowe rynkowe nisze i pozwalają konkurować na rynku firmom o różnej wielkości. Trzecia grupa obejmuje instalacje hybrydowe, a więc takie, gdzie np. panele PV łączy się z generatorem wiatrowym, akumulatorem, agregatem rezerwowym w spójny system autonomicznego zasilania do zastosowań specjalnych.

Drugi ważny element to falownik solarny. Jest to specjalizowany konwerter przetwarzający napięcie stałe generowane przez panele na przemienne napięcie o parametrach takich samych jak sieć energetyczna. Aby możliwe było dostarczanie energii do sieci, falownik musi działać synchronicznie i generować napięcie trójfazowe. Regulacja mocy realizowana jest różnymi metodami, np. przez regulację amplitudy napięcia wyjściowego z falownika, fazy lub przez zmianę obu tych wartości. Na wejściu falownik akceptuje napięcie stałe zmieniające się w szerokim zakresie i zawiera układ balansowania obciążenia panelu, aby pracował on w punkcie zapewniającym największą wydajność (MPP). Różnic pomiędzy falownikiem solarnym a np. takim do zasilania silnika jest w praktyce więcej, bo urządzenia solarne zawierają wiele dodatkowych obwodów kontrolnych i zabezpieczających. W instalacji jest przewidziany magazyn energii, czyli akumulator, układ staje się jeszcze bardziej skomplikowany, gdyż do jego obsługi wymagany jest dodatkowy konwerter 2-kierunkowy.

Falowniki przeznaczone do pracy w instalacjach mniejszej mocy, takich niepołączonych z siecią energetyczną, są oczywiście prostsze konstrukcyjnie. Często są one nazywane mikroinwerterami, czyli urządzeniami współpracującymi z pojedynczymi panelami, dobranymi do mocy pojedynczego modułu.

Te same rozważania dotyczą aplikacji, gdzie panele PV lub generator wiatrowy wyłącznie ładuje akumulator. Za każdym razem urządzenie to jest kluczowym elementem instalacji, odpowiedzialnym za sprawność i wydajność konwersji energii.

Ocena warunków biznesowych panujących na rynku komponentów do energii odnawialnej w pierwszej połowie 2022 roku #6

 

Mimo wielu przeciwności natury formalno-prawnej, zawirowań gospodarczych wywołanych pandemią, bez względu na wojnę, produkty związane z energią odnawialną sprzedają się dobrze lub przynajmniej zadowalająco. Ograniczenia prawne związane z mniejszym wsparciem dla instalacji konsumenckich lub możliwością lokalizacji wiatraków blisko zabudowań przeszkadzały bezsprzecznie w rozwoju, ale przyszła wojna, a z nią problemy z dostępnością surowców energetycznych. Efekt jest taki, że na wiele zagadnień patrzymy dzisiaj z innej perspektywy i dla energii odnawialnej akurat może to oznaczać większą akceptację omawianych rozwiązań. Co więcej, rynek takich produktów jest bardzo szeroki i obejmuje wiele różnych kategorii aplikacyjnych, przez co wymienione czynniki mają różne oddziaływanie. W obszarze specjalistycznym, np. przemysłowym lub wojskowym, rozwój był zawsze szybszy niż na rynkach masowych i wykres zdaje się potwierdzać takie zależności.

Trzecia grupa to magazyny energii, takie jak akumulatory i superkondensatory, pozwalające przechwycić nadwyżkę mocy wytwarzanej nad zużywaną, wspomagające chwilę, gdy obciążenie jest bardzo duże. Gdy instalacja nie jest połączona z siecią energetyczną, akumulator jest praktycznie niezbędny i od jego pojemności i niezawodności zależy w dużym stopniu dostępność energii zasilającej.

Oferta rynku szybko się rozwija i dzisiaj mamy również wiele produkt o mniejszych wymiarach i mocy niż te standardowe jednostki o mocy 250 W, z których najczęściej zestawia się duże instalacje i montuje na dachach. Są też generatory wiatrowe o mocy poniżej kilowata, a nawet specjalizowane zasilacze na ogniwach paliwowych przeznaczone do zastosowań specjalnych (wojsko). Takie rozwiązania pozwalają zapewnić pewne zasilanie tam, gdzie nie ma dostępu do energii elektrycznej. Najbardziej widać je w urządzeniach montowanych przy drogach (znaki, zasilanie kamer monitoringu, lamp ostrzegawczych, reklam).

Ważne i poszukiwane produkty #7

 

W obszarze komponentów do instalacji energii odnawialnej poszukiwane produkty to przede wszystkim złącza, przekaźniki, przewody, które razem z panelami PV i falownikami pozwalają stworzyć instalację. Wynika z tego, że największe znaczenie na rynku mają systemy zasilania energią słoneczną i całe otoczenie, które się z nimi wiąże. Dotyczy to też instalacji off-grid, czyli niepołączonych z siecią energetyczną, na co wskazuje prawie 30% wskazań związanych z akumulatorami.