Sunčana elektrana
U vremenu promjenjivih cijena energenata često je razmišljanje o samoodrživosti. Izvor energije koji je najdostupniji, a u zadnje vrijeme sve pristupačniji je sunčeva energija. Predmetna energija spada u obnovljive energente. Tehnologija sunčanih elektrana je došla na razinu gdje ugradnja manje elektrane na krov kuće postaje ekonomski isplativa.
TEHNIČKE KARAKTERISTIKE
Proizvedena energija od sunčane elektrane ovisi o poziciji i izvedbe same elektrane. Glavne karakteristike pozicije sunčane elektrane je godišnja osunčanost, kut nagiba solarnih panela i azimut panela. Azimut sunca (𝛂S) je kut između projekcije sunčeve zrake na vodoravnu plohu i smjera sjever jug u vodoravnoj ravnini. Idealni kut nagiba i azimut se mijenja tijekom dana i godine. Ako se paneli postavljaju na postojeću građevinu azimut i kut nagiba donekle ovise od geometriji krova. Postoje sustavi koji prate sunce kako bi optimizirali kut nagiba i azimut za maksimalno osunčanost, ali oni značajno poskupljuju investiciju elektrane. Lokacija sunčanih panela je poželjno da čim manje dijela dana u sjeni ostalih građevina i raslinja (npr. drveća). Zasjenjenost panela smanjuje efikasnost panela.
Tehnički podaci koje je bitno imati na umu pri odabiru opreme su efikasnost solarnih panela i pretvarača. Kako kut nagiba utječu na količinu sakupljene sunčeve svjetlosti, tako i efikasnost panela i pretvarača također utječu na sveukupnu efikasnost sustava.
Iz aspekta planiranja sunčane elektrane u samom startu potrebno je odlučiti da li će ona biti spojena na javnu distributivnu elektroenergetsku mrežu ili će raditi samostalno u otočnom radu. U slučaju da želite opskrbiti elektrčinom energijom mjesto gdje nema distributivne mreže, otočna sunčana elektrana je pravo rješenje.
| Prednosti | Nedostaci | |
| Spojena na mrežu | – višak energije se predaje u mrežu te ne trebaju baterije- snaga elektrane ne treba pokrivati vršnu snagu jer nedostatak sunca pokriva elektroenergetska mreža | – elektroenergetska mreža treba biti spremna primiti višak električne energije |
| Otočni rad | – nije potrebno raditi glavni projekt i tražiti uvjete priključenja na elektroenergetsku mrežu | – potreba za baterijama- mora zadovoljiti vršnu snagu trošila |
PROJEKTIRANJE
U kojem mrežnom režimu radi sunčana elektrana ovisi koje elemente je potrebno predvidjeti tijekom projektiranja. U slučaju da se elektrana spaja na distributivnu elektroenergetsku mrežu glavni elementi su pretvarač (inverter), fotonaponski paneli i zaštitni uređaji. Prema uvjetima koje operater distributivne mreže daje ako je elektrana projektirana za spajanje na mrežu, onda mora postojati zaštita od prelaska u otočni rad. Pri elektrani koja je projektirana za otočni rad uz pretvarač, fotonaponske panele, zaštitne uređaje potrebno je također treba dimenzionirati baterije, punjač baterija i baterijski monitor (BMS).
Trenutno se gradnja sunčanih elektrana i spajanje njih na postojeći elektroenergetski sustav provodi temeljem: Zakona o tržištu električne energije (NN 111/2021), Zakon o obnovljivim izvorima energije (NN 138/2021), Pravilnik o općim uvjetima za korištenje mreže i opskrbu električnom energijom (NN 100/2022), Pravilnik o jednostavnim i drugim građevinama i radovima (NN 112/2017).
Prema trenutno važećoj regulativi pravne i fizičke osobe, koje imaju sunčanu elektranu spojenu na elektroenergetsku mrežu, na godišnjoj razini proizvode manje električne energije, nego što troše električne energije ne ulaze u sustav poreza kao proizvođač električne energije. Porezna obveza je bitna informacija za investitora kada odabire veličinu sunčane elektrane. Drugi bitan aspekt pri spajanju sunčane elektrane na mrežu je da kvaliteta isporučene energije mora biti zadovoljavajuća. To se provjerava sedmodnevnim mjerenjem kvalitete električne energije u trenutku spajanja sunčane elektrane na elektroenergetsku mrežu. Prihvatljivu kvalitetu električne energije propisuje operater mreže kroz elektroenergetsku suglasnost (EES). U slučaju da kvaliteta električne energije nije prihvatljiva, moguće je poboljšati kvalitetu električne energije ugradnjom aktivnog filtra. On je predviđen za uklanjanje harmoničkih smetnji i kompenzaciju jalove energije.
PRIMJENA
Integrirane sunčane elektrane većinom služe za vlastitu potrošnju. One se ugrađuju na krov ili fasadu građevina. Pozitivna strana integriranih sunčanih elektrana je što ne zauzimaju prostore za poljoprivredu. Dok neintegrirane elektrane se postavljaju na površine koje su pogodne za poljoprivredu. Kako je sunčanoj elektrani potrebno sunce za proizvodnju električne energije, tako je biljkama potrebno sunce za foto sintezu. Time dolazimo do bitnog pitanja, da li bi se neintegrirane solarne elektrane trebale graditi na poljoprivrednim zemljištima? U svakom pogledu treba uzeti u obzir da čovječanstvo treba hranu i energiju.
Najveća sunčana elektrana koju trenutno gradi HEP je snage oko 10 MW (SE Donja Dubrava). Dok je ove godine na sjeveru Poljske u Zwartowu puštena u rad sunčana elektrana snage 204 MW (kada bude dovršena imati će instalirano 290 MW). U Španjolskoj, koja ima jedan od boljih pozicija u Europi za proizvodnju električne energije iz sunca, je najveća elektrana instalirane snage 590 MW.
| Godišnja potrošnja električne energije Hrvatske 2021 godine | Godišnja proizvodnja električne energije u Hrvatskoj 2021 godine | Procjena proizvodnje električne energije SE Donja Dubrava u jednoj godini |
| 16,837 GWh | 10,801 GWh | 12,596 MWh |
| 100.00% | 64.15% | 0.07% |
ZAŠTITA OD POŽARA
Bilo da ste vlasnik kuće koji želi smanjiti račun za struju ili korporacija koja traži načine za smanjenje ugljičnog otiska postavljanje sunčane elektrane na krov ili fasadu poveća požarni rizik. Kao i svaka druga električna instalacija, integrirana sunčana elektrana predstavlja požarni rizik. Glavni razlozi požara su kvar sastavnih dijelova, nepravilna ugradnja i neodgovarajuće održavanje.
Kao primjer opasnosti od požara na integriranim sunčanim elektranama možemo uzeti Amazon. Globalna tvrtka koja diljem svijeta ima poslovne zgrade čiji su krovovi pogodni za integrirane sunčane elektrane. U razdoblju od 15 mjeseci imali su požar na 6 od 47 (12.76%) postrojenja u SAD-u. Prema službenoj izjavi Amazona razlozi požara su bili kvar ili nepravilna instalacija sustava.
Na svim građevinama koje imaju integrirane sunčane elektrane trebaju imati oznaku istih kako vatrogasci u slučaju intervencije budu upoznati. Bitni dio sustava sunčane elektrane u pogledu vatrozaštite jest prekidač koji odspaja fotonaponske panele od mreže. Predmetni prekidač bi trebao biti čim bliže panelima kako bi minimalni opseg elektro instalacija ostao pod naponom. Samim time paneli ostaju pod naponom, a ostatak elektroinstalacije se stavlja u beznaponsko stanje. Takva situacija omogućava vatrogascima gašenje požara vodom na ostatku građevine.
Sunčeva energija se često naziva besplatna energija. No pri sagledavanju potrebne opreme, procesa ugradnje, dozvola i rizika koje nosi proizvodnja električne energije iz sunca, može se zaključiti da je to investicija koja treba za vrijeme cijelog svojeg vijeka održavanje i nadzor. Trenutno se u Europi može primjetiti trend prelaska na obnovljive izvore energije čime sunčane elektrane postaju uz poticaje, promjena zakonodavnog okvira i razvoj tehnologije sve pristupaćnije.