Druhy fotovoltaických elektrární

Ostrovné elektrárne nevyrábajú energiu z panelov do siete, ale ukladajú ju najprv do batérií. Až z tejto zásobárne energie sa potom vyrába čistých 230 V pre spotrebiče na chate, v rodinnom dome alebo vo firme, a to nezávisle od verejnej siete. Ostrovné meniče obvykle nie sú ani konštruované na dodávku energie do siete, nedovolené pretoky tak nehrozia. Je však možné zo siete jednosmerne odoberať v prípade, že je zlé počasie a dodávka z panelov a batérií nestačí pre potreby domu. Verejná sieť sa tak stáva z primárneho zdroja iba zálohou, hoci významnou, a to obzvlášť v zime. Dobre navrhnutá ostrovná elektráreň môže od jari do jesene pokrývať veľkú časť spotreby domu, v lete pokojne i 100 %. V zime je však slnečného svitu málo a dni krátke, FV elektráreň vyrába v priemere len okolo 10 % svojho nominálneho výkonu a záložné zdroje energie sú tak potrebné.

Okrem úspory elektrickej energie z verejnej siete prinášajú ostrovné elektrárne svojmu používateľovi vyššiu mieru bezpečnosti a nezávislosti: fungujú bez prerušenia a pritom bezpečne i pri odstávke alebo výpadku verejnej siete (blackout) a ochránia tak pred výpadkom i dôležité spotrebiče ako čerpadlá vykurovacích systémov, počítače, vzduchotechniku alebo zabezpečovacie zariadenia. V prípade, že zákazník nie je ochotný alebo schopný platiť za energiu z verejnej siete alebo by bolo nutné najprv vybudovať drahú prípojku, môže byť zákazník od siete celkom odpojený a spoľahnúť sa iba na vlastné zdroje.

• Najdôležitejšou súčasťou sú, samozrejme, fotovoltické panely. Tie budú vyrábať zo slnečnej energie elektrinu. Najlepšie ak budú umiestnené na oslnenú strechu. Pre ostrovné elektrárne je možné a vhodné využiť aj strechy otočené na východ alebo západ, rovnomerná výroba v priebehu dňa je obvykle dôležitejšia než vyšší výkon na obed. Prebytky by totiž na obed musela pojať väčšia batéria alebo by zostali nezužitkované. To panelom nijako neprekáža, ale finančná efektivita systému by tým klesla. Pre chaty a chalupy sa používa obvykle menší počet panelov (napr. jeden až šesť), na rodinných domoch s priemernou dennou spotrebou 12 kWh elektriny sa už uplatní i dvanásť či viac panelov. Najčastejší výkon jedného panela je cca 250 Wp, čo znamená výkon 250 W pri plnom slnečnom svite. 12 ks panelov tak zodpovedá max. nabíjaciemu výkonu 3 000 W a priemernému dennému zisku okolo 15 kWh pri jasnom slnečnom počasí.
• Energiu z panelov musí spracovať regulátor nabíjania batérií. Najlepšie s funkciou MPPT (vyhľadávanie bodu maximálneho výkonu). Ten zaistí kvalitné a bezpečné nabitie batériového packu a zastavenie nabíjania v okamihu, keď je batéria plná a nie je žiadny odber.
• Batéria je druhou celkom nevyhnutnou súčasťou ostrovnej elektrárne. Olovené trakčné a solárne batérie pomerne rýchlo ustupujú zo scény, okrem nízkej obstarávacej ceny už nemajú žiadnu funkčnú výhodu oproti novším lítium-ióntovým (Li-Ion) a lítium-železo-fosfátovým (LiFePO4) batériám. Životnosť tých najlepších olovených batérií v denne používaných solárnych systémoch nepresahovala 6 rokov, oproti tomu sa dobre balancované LiFePO4 batérie môžu dožiť niekoľko desiatok tisíc denných cyklov, vydržia teda funkčné dlhšie než 20 rokov. Táto výdrž je už overená v elektromobiloch, kde sa tiež denne používajú.
• Ostrovné meniče napätia vyrábajú z energie uloženej v batériách striedavé napätie 230 V pre domácnosť. Kvalitné meniče obsahujú aj bypass (na prepnutie na zálohu), sieťovú nabíjačku (na doplnkové alebo núdzové nabíjanie batérií zo siete), niekedy i ďalšie prvky.
• Obvykle je súčasťou elektrárne aj nejaká forma monitoringu, aby mohol zákazník sledovať aktuálne aj historické priebehy napätia, vyrobenej a spotrebovanej energie a kapacity akumulátorov. Niekedy podľa týchto údajov musí prispôsobiť svoje správanie alebo zapnúť doplnkový zdroj.