Wysoka sprawność, niskie koszty produkcji paneli oraz wszechstronność w układaniu paneli PV na różnych powierzchniach to od lat trzy najbardziej pożądane cechy technologii fotowoltaicznych. Z roku na rok pojawiają się coraz nowsze rozwiązania w branży odnawialnych źródeł energii, które pozwalają na systematyczne udoskonalanie powyższych elementów. Z jakich rozwiązań możemy korzystać już dziś i co jeszcze może czekać nas w kwestii farm fotowoltaicznych?

Technologie ogniw fotowoltaicznych wykorzystywane w farmach fotowoltaicznych

Do produkcji ogniw fotowoltaicznych na farmach PV wykorzystuje się przede wszystkim materiały półprzewodnikowe, takie jak krzem (Si) o bardzo dobrych właściwościach fotowoltaicznych. Niektórzy producenci stawiają również na takie materiały jak np. Tellur (Te), Gal/GaAs (wykorzystywane w ogniwach III generacji, takich jak ogniwa wieloogniwowe i ogniwa skoncentrowane) oraz CIGS (materiał wykorzystujący miedź, indu, gal oraz selen).

Wciąż prowadzone są badania nad nowymi półprzewodnikami o jeszcze lepszych właściwościach fizycznych, które również mogłyby być brane pod uwagę w produkcji ogniw fotowoltaicznych. Wśród nich wymienia się takie materiały jak np. perowskity, organiczne materiały półprzewodnikowe oraz nanomateriały.

Na szczególną uwagę zasługują tu również ogniwa fotowoltaiczne wykonane w technologii wielozłączowej HJT, które w przyszłości będą miały całkowicie zastąpić tradycyjne ogniwa PERC. Badania nad sprawnością nowych ogniw w technologii wielozłączowej prowadzi m.in. chińska firma Longi, która już poinformowała o rekordowej sprawności dla ogniwa typu P na poziomie 26,56%, co oznacza poprawę o około 0,44% w porównaniu do ostatniego rekordu, również ogłoszonego przez firmę Longi.

Nowoczesne systemy monitoringu i zarządzania farmami fotowoltaicznymi

Kolejnym zagadnieniem, nad którym pracują specjaliści z branży odnawialnych źródeł energii, jest kwestia monitoringu oraz zarządzania farmami fotowoltaiki. Niestety, rozwiązania wykorzystywane dziś do nadzoru i monitorowania pracy elektrowni fotowoltaicznych są niewystarczające i niejednokrotnie nie zapewniają pełnej informacji na temat stanu technicznego elektrowni oraz jej efektywności.

Naprzeciw potrzebom farm fotowoltaicznych wychodzą nowe systemy monitoringu i zarządzania elektrowniami, czego przykładem jest m.in. rozwiązanie OpenEye SCADA, wraz ze sterownikiem przemysłowym IoT PV Monitor. Jest to system zaawansowany technologicznie, który umożliwia m.in.:

• wykrywanie uszkodzeń inwerterów (zarówno tych trwałych, jak i czasowych);
• wykrywanie niestabilności pracy inwerterów;
• auto inwentaryzację inwerterów oraz wersji ich oprogramowania;
• monitorowanie sprawności i wydajności grup paneli PV;
• długoterminowe monitorowanie procesu starzenia się paneli PV.

Innowacyjne rozwiązania w zakresie przechowywania i dystrybucji energii słonecznej

Specjalnie opracowana konstrukcja farm fotowoltaicznych pozwala na przetwarzanie i wykorzystywanie energii elektrycznej na miejscu, a także przekazywanie jej do sieci energetycznej w postaci prądu zmiennego. Istnieje również możliwość magazynowania pozyskanej energii, co w dużym stopniu podwyższa opłacalność całej inwestycji. By móc magazynować energię, konieczne jest jednak korzystanie z odpowiednich narzędzi, jakimi są potężne akumulatory przechowujące energię wtedy, gdy instalacja nie pracuje (np. w nocy lub w dniach o dużym zachmurzenie).

Jedną z nowinek technologicznych, jeżeli chodzi o przechowywanie i dystrybucję energii słonecznej, jest nowy moduł akumulatorowy LFP o napięciu 51,2 V, opracowany przez chińską firmę Ningbo Deye Inverter Technology. Ten nowy bank energii łączy w sobie 32 podzespoły o pojemności 196,48 kWh, co ma posłużyć magazynowaniu mocy dla instalacji PV umieszczonych na dachach budynków. Innym przykładem jest tu inteligentny system magazynowania energii PowerPyramid Pro od firmy FEB, który wykorzystuje moduł DC-DC do utrzymania równowagi w ładowaniu i rozładowywaniu między modułami, a także umożliwia obsługę zarówno nowych, jak i starych baterii.