Słownik pojęć, który tłumaczy energetykę

Fotowoltaika (PV) to technologia bezpośredniej zamiany energii promieniowania słonecznego na energię elektryczną w półprzewodnikowych ogniwach. Instalacja PV składa się z modułów, falownika i osprzętu, produkując prąd stały przetwarzany na przemienny do zasilania obiektu lub oddania do sieci.

Panel (moduł) fotowoltaiczny to połączone szeregowo ogniwa fotowoltaiczne zamknięte w laminacie z szybą i ramą. Zamienia światło na prąd stały; jego moc znamionową podaje się w watach szczytowych (Wp) w warunkach STC.

Ogniwo fotowoltaiczne to podstawowy element modułu — złącze półprzewodnikowe (najczęściej krzemowe), w którym pod wpływem światła powstaje napięcie (efekt fotowoltaiczny) i płynie prąd. Pojedyncze ogniwo daje ułamek wolta, dlatego łączy się ich wiele w moduł.

Falownik (inwerter) PV przekształca prąd stały z modułów na prąd przemienny zgodny z parametrami sieci. Pełni też funkcje sterujące: śledzenie punktu mocy maksymalnej (MPPT), zabezpieczenia oraz — coraz częściej — regulację mocy biernej falownika.

Falownik hybrydowy obsługuje jednocześnie instalację PV i magazyn energii, zarządzając przepływem mocy między panelami, baterią, obiektem i siecią. Umożliwia magazynowanie nadwyżek i — w wybranych modelach — pracę awaryjną przy zaniku napięcia.

Falownik string (łańcuchowy) obsługuje szeregowo połączone moduły (string) wpięte do wspólnego wejścia MPPT. To najpopularniejsza architektura instalacji dachowych i gruntowych średniej oraz dużej mocy.

Mikroinwerter to mały falownik montowany pod pojedynczym modułem (lub parą modułów), zamieniający prąd stały na przemienny już na poziomie panelu. Każdy moduł pracuje wtedy w swoim punkcie mocy maksymalnej niezależnie od pozostałych.

Optymalizator mocy to urządzenie montowane przy module, które prowadzi MPPT na poziomie pojedynczego panelu i przekazuje moc do falownika string. Łączy zalety pracy modułowej z prostotą architektury stringowej.

MPPT (Maximum Power Point Tracking) to algorytm falownika, który na bieżąco ustawia napięcie pracy modułów tak, aby oddawały maksymalną możliwą moc przy danym nasłonecznieniu i temperaturze. Charakterystyka prąd-napięcie panelu ma jeden punkt o największej mocy — MPPT go „pilnuje".

kWp (kilowat peak, kilowat szczytowy) to jednostka mocy znamionowej instalacji PV — sumaryczna moc modułów w standardowych warunkach testowych (STC). Określa „wielkość" instalacji, np. 50 kWp.

Autokonsumpcja to bezpośrednie zużycie energii wyprodukowanej przez własną instalację PV w momencie jej wytworzenia, bez oddawania do sieci. To najkorzystniejszy sposób wykorzystania energii z PV — unika się strat rozliczeniowych.

Net-billing to obowiązujący w Polsce model rozliczeń prosumenta oparty na wartości energii: nadwyżki oddane do sieci wycenia się według rynkowej ceny energii i zapisuje jako depozyt, z którego pokrywa się koszt energii pobranej. Rozlicza się złotówki, nie kilowatogodziny.

Net-metering to starszy model rozliczeń prosumenta oparty na ilości energii: oddane nadwyżki odbierało się później w określonej proporcji (system upustów), rozliczając kilowatogodziny, a nie ich wartość. W Polsce zastąpiony net-billingiem dla nowych prosumentów.

Prosument to odbiorca, który jednocześnie produkuje energię z własnej mikroinstalacji OZE (np. PV) na potrzeby własne i oddaje nadwyżki do sieci. Łączy rolę konsumenta i producenta energii.

Prosument lokatorski to model, w którym instalacja PV na budynku wielolokalowym (np. wspólnoty lub spółdzielni) rozlicza energię na potrzeby części wspólnych lub poszczególnych lokali. Pozwala mieszkańcom korzystać z PV mimo braku własnego dachu.

Prosument wirtualny to odbiorca rozliczający energię z instalacji OZE zlokalizowanej w innym miejscu niż punkt poboru (np. udział w instalacji zbiorczej). „Wirtualnie" przypisuje się mu wyprodukowaną energię, mimo że panele nie są na jego obiekcie.

Mikroinstalacja to instalacja OZE o niewielkiej mocy przyłączeniowej (w Polsce do 50 kW), podłączana do sieci niskiego napięcia na uproszczonych zasadach — przez zgłoszenie, a nie pełną procedurę przyłączeniową.

Nasłonecznienie (insolacja) to ilość energii promieniowania słonecznego docierająca do danej powierzchni w określonym czasie, wyrażana w kWh/m² na rok. To podstawowy parametr klimatyczny do szacowania uzysku instalacji PV.

Uzysk energetyczny to ilość energii elektrycznej wyprodukowanej przez instalację PV w przeliczeniu na 1 kWp mocy w ciągu roku (kWh/kWp/rok). To miara efektywności instalacji w danej lokalizacji i konfiguracji.

Sprawność modułu to stosunek mocy elektrycznej oddawanej przez panel do mocy promieniowania słonecznego padającego na jego powierzchnię, podawany w procentach. Wyższa sprawność oznacza więcej mocy z tej samej powierzchni.

Degradacja modułu to stopniowy spadek mocy panelu w czasie eksploatacji, wynikający ze starzenia materiałów. Producenci podają gwarancję mocy (np. zachowanie określonego procentu po 25–30 latach) oraz roczne tempo degradacji.

Panel monokrystaliczny zbudowany jest z ogniw z jednorodnego, pojedynczego kryształu krzemu. Cechuje się wyższą sprawnością i lepszą pracą przy słabym świetle niż panel polikrystaliczny, dlatego dominuje na rynku.

Panel polikrystaliczny zbudowany jest z ogniw z krzemu o wielokrystalicznej strukturze (widoczne „płatki"). Tańszy w produkcji, ale o nieco niższej sprawności niż monokrystaliczny, stopniowo wypierany przez technologie mono.

Panel bifacjalny (dwustronny) produkuje energię nie tylko z przedniej strony, ale i z tylnej — wykorzystując światło odbite od podłoża. Dodatkowy uzysk (gain) zależy od albedo powierzchni pod panelami i sposobu montażu.

PERC (Passivated Emitter and Rear Cell) to technologia ogniwa z dodatkową warstwą pasywującą na tylnej stronie, która odbija niewykorzystane światło z powrotem do krzemu i ogranicza rekombinację. Podnosi sprawność względem klasycznych ogniw.

TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact) to architektura ogniwa z cienką warstwą tlenku tunelowego i pasywowanym kontaktem, dająca wyższą sprawność i mniejsze straty niż PERC. Często łączona z budową dwustronną (bifacial).

HJT (Heterojunction Technology) to ogniwo łączące krzem krystaliczny z cienkimi warstwami krzemu amorficznego. Oferuje bardzo wysoką sprawność, niski współczynnik temperaturowy i dobrą pracę przy świetle rozproszonym.

Stopień autokonsumpcji to udział energii z PV zużytej na miejscu w całej energii wyprodukowanej przez instalację. Im wyższy, tym mniejsza zależność od rozliczeń sieciowych i szybszy zwrot inwestycji.

Współczynnik wykorzystania mocy (capacity factor, CF) to stosunek energii faktycznie wyprodukowanej do energii, jaką źródło wyprodukowałoby, pracując bez przerwy z mocą znamionową. Dla PV w polskich warunkach to kilkanaście procent.

Agrofotowoltaika (agriPV) to równoczesne wykorzystanie tego samego terenu do produkcji rolnej i energii z PV — moduły montuje się nad uprawami lub między nimi, na podwyższonych konstrukcjach lub w pionie. Pozwala łączyć plony z produkcją energii.

Kąt nachylenia paneli to kąt między płaszczyzną modułu a poziomem. Wpływa na ilość energii przechwytywanej w ciągu roku oraz na rozkład produkcji między sezonami. W Polsce optimum rocznego uzysku to zwykle okolice 30–35°.

Azymut instalacji to kierunek, w którym zwrócone są moduły, względem południa. Orientacja południowa daje największy roczny uzysk; wschód–zachód spłaszcza produkcję, lepiej dopasowując ją do porannego i popołudniowego zużycia.

Inwerter beztransformatorowy to falownik PV bez transformatora separującego, o wyższej sprawności i mniejszej masie niż konstrukcje transformatorowe. Wymaga odpowiednich zabezpieczeń ze względu na brak galwanicznej separacji od sieci.

Tracker słoneczny to ruchoma konstrukcja, która obraca moduły za słońcem (jedno- lub dwuosiowo), zwiększając ilość przechwytywanego promieniowania w ciągu dnia. Podnosi roczny uzysk kosztem złożoności mechanicznej i serwisu.

STC (Standard Test Conditions) to znormalizowane warunki pomiaru parametrów modułu: natężenie promieniowania 1000 W/m², temperatura ogniwa 25°C i widmo AM 1,5. To w nich podaje się moc znamionową panelu w Wp.

Współczynnik temperaturowy mocy określa, o ile procent spada moc modułu na każdy stopień wzrostu temperatury ogniwa powyżej 25°C. Im bliższy zeru (mniej ujemny), tym lepsza praca panelu w upały.

Ogniwa cienkowarstwowe (thin-film) powstają przez naniesienie cienkich warstw materiału półprzewodnikowego (np. CdTe, CIGS) na podłoże. Mają niższą sprawność niż krzemowe, ale dobrze znoszą wysokie temperatury i rozproszone światło, są lekkie i elastyczne.

Zacienienie to ograniczenie dostępu światła do modułów przez przeszkody (kominy, drzewa, sąsiednie rzędy, zabudowa). Nawet częściowe zacienienie jednego modułu w stringu może nieproporcjonalnie obniżyć produkcję całego łańcucha.

Dioda bypass to element w puszce przyłączeniowej modułu, który „omija" zacienioną lub uszkodzoną grupę ogniw, pozwalając prądowi płynąć dalej. Chroni przed przegrzaniem (hot spot) i ogranicza straty przy częściowym zacienieniu.

Carport fotowoltaiczny to zadaszenie miejsc parkingowych z modułami PV pełniącymi rolę pokrycia. Łączy funkcję wiaty (osłona pojazdów) z produkcją energii, którą można wykorzystać m.in. do ładowania samochodów elektrycznych.

Wiata solarna to zadaszona konstrukcja (np. nad parkingiem, magazynem czy strefą socjalną), której pokrycie stanowią moduły fotowoltaiczne. Zapewnia osłonę i jednocześnie produkuje energię na potrzeby obiektu.

Farma fotowoltaiczna to wielkoskalowa, naziemna instalacja PV o mocy zwykle liczonej w megawatach, budowana w celu sprzedaży energii lub zasilania dużego odbiorcy. Wymaga przyłączenia do sieci średniego lub wysokiego napięcia.