Kuidas PV elemendid töötavad PV elementides kasutatakse elektri tootmiseks fotoelektriliseks efektiks nimetatavat füüsika nähtust. Seda kirjeldas esimesena Heinrich Hartz 1887.a. Selle efekti detailse kirjeldamise eest sai 1905.a. Albert Einstein Nobel’ipreemia. Lihtsustatult on tegu materjalidega, mis valguse toimel toodavad elektrit. Valguse toimel lüüakse mõned elektronid (nn.fotoelektronid) oma aatomite küljest lahti. Kui kinnitada elektrit juhtiv materjal fotoelektrilise materjali pluss-ja miinuspoolele tekitame vooluringi ja saame tekkivat elektrienergiat juhtida. Esimese PV-elemendi valmistas Bell Labs enam kui 50 aastat tagasi. Esimene reaalne PV-paneelide kasutuskoht oli kosmosetööstuses satelliitidele energia varustuse tagamiseks.
Element, paneel, ahel?
Tavaline PV-element koosneb klaasist või plastikust kattest, mittepeegelduvast kihist, pealmisest kontaktplaadist, alumisest kontaktplaadist ja pooljuht kihtidest. Kui liita mingi hulk PV-elemente kokku saame PV-paneeli ja kui liita omavahel kokku PV-paneelid saame PV-ahela. PV-süsteem (paigaldis, jaam) koosneb PV-paneelidest (ahelatest) ja DC/AC muundurist (inverterist). Lisaks on võimalik süsteeme täiendada kas salvestuse või võrguühendusega.
PV-elementide kasutegur?
PV elemendi kasutegur näitab kui palju talle langevast valguskiirgusest muundatakse efektiivselt elektrienergiaks. Tänaste tehnoloogiatega on kasutegur kusagil 16% ja 44% vahel. Tavalise kodutarbeks mõeldud PV-paneelid on kasuteguriga15-20%. Kui tootjad mõõdavad toodetavate paneelide kasutegurit, tehakse seda kokkuleppelistes standardtingimustes (STC), mis vastavad selgele suvepäevale õhutemperatuuriga+25°C. Kuigi paneeli kasutegur on ka oluline tegur, vaadakse ostuotsuse tegemisel pigem hinna/võimsuse (€/Wkohta) suhet, kuna kasuteguri kasvades kasvab paneeli hind eksponentsiaalselt.
Täna tagab parima W/€ suhte 270-275W polükristallpaneel. KASUTUSTEGUR≠KASUTEGUR!!!
Päikesepatareidega Sharp transistorraadio prototüüp valmistati 1961.aastal
Eesti laiuskraadil optimaalse kalde ja asimuudiga pinnale langeb aastas 1100 –1200 kWh/m2 energiat
85% sellest langeb vahemikus aprillist oktoobrini
1 kW (~ 6m2) võimsusega optimaalselt paigaldatud PV-jaam toodab aastas 900 … 1000 kWh energiat
Optimaalne paigaldus Eestis Lõuna suund (±15˚) kalle vahemikus 30-45˚
1963.a. Yokohama lahte ja Malacca väina on paigaldatud Sharp fotogalvaanilisi mooduleid kasutavad poid
Vähendab energiakulusid
Elektri tootmine toimub lokaalselt ning võimaldab säästa võrgutasudelt võimalus fikseerida elektrihinda aastateks, mis on soodsam võrgust ostetavast elektrienergiast.
Hea investeering
Investeering päikesepaneelidesse on püsiva ja kindla tootlusega. Päikesepaneelidega saadav rahaline võit koosneb kolmest osast:
Sääst võrgust ostetavalt elektrilt – tarbides päikesepaneelidega toodetud elektrit, säästad võrgust ostetava elektri, võrgutasu ja maksude pealt
Elektri müük võrku – tarbimisest ülejääva elektri saad börsihinnaga tagasi võrku müüa
Taastuvenergia toetus – võrku antud koguste eest on elektritootjal õigus saada taastuvenergia toetust
Kui toodate rohkem kui tarbite, siis müüte ülejäänud energia võrku ning selle eest maksab Elering toetust 5,37s/kWh pealt.
Alla 50 kW elektrilise võimusega tootmisseadmetega toodetud elektrienergia eest võib tootja saada taastuvenergia toetust juhul, kui: elektrienergiat toodetakse hiljemalt 2020. aasta 31. detsembril ning tootmisseadme rajamiseks ei ole tootja saanud riigipoolset investeeringutoetust. (Kehtib alates 1.01.2019)