Dobór ogniw fotowoltaicznych

   Nikogo nie trzeba chyba przekonywać, że fotoogniwa są najlepsze pod słońcem. Fotoogniwa mogą pracować jako samodzielne źródło energii lub jako wspomaganie zasilania do elektrowni wiatrowych. Szczególnie ta druga funkcja jest interesująca ze względu na fakt, że najczęściej w słoneczne dni latem wiatr jest słabszy. Zimą natomiast dni są krótkie, ale za to wiatr wieje zwykle z większą siłą. Takie połączenie dwóch alternatywnych źródeł przybliża więc do osiągnięcia zasilania gwarantowanego.

Elektrownia i fotoogniwa    Najrozsądniejszym wyborem wydaje się zastosowanie elektrowni wiatrowej o wybranej mocy znamionowej i połączenie jej z fotoogniwami o mocy równej 1/3 mocy generatora wiatrowego. Taki stosunek uzasadniony jest między innymi ceną urządzeń. Powiedzmy, że stosując elektrownię wiatrową o mocy 1kW i 300W fotoogniw otrzymujemy stosunek kosztów urządzeń na poziomie 1:1. Czyli mniej więcej tyle samo będzie kosztował generator z łopatkami ile fotoogniwa. Przyjmując, że nawet jeżeli w dni słoneczne elektrownia wiatrowa nie będzie w ogóle wytwarzała energii to zasilanie z fotoogniw uzupełni te niedobory. Zimą, kiedy fotoogniwa będą miały ograniczoną wydajność ze względu na częste zachmurzenie, opady śniegu i długi czas trwania nocy, to elektrownia wiatrowa powinna zapewnić wystarczającą moc i zrównoważyć ilość wytworzonej przez oba źródła energii.

    Jeżeli zamierzamy zasilać odbiorniki jedynie w okresie letnim, np. domek letniskowy, to zdecydowanie należy postawić na fotoogniwa. Sensownym rozwiązaniem jest odwrócenie wcześniej zaproponowanych proporcji do 3:1. Elektrownia wiatrowa o małej mocy (300W-500W) będzie pracowała tylko jako wspomaganie przy zachmurzeniu i w czasie letnich burz. Fotoogniwa o łącznej mocy 1000W-1500W, w czasie długiego, słonecznego dnia zapewnią wystarczającą ilość energii na własne potrzeby. Przy mniejszych mocach (poniżej 600W) warto rozważyć oparcie się jedynie na ogniwach fotowoltaicznych.

Lampa LED wiatrak i fotoogniwa   Wyjątkową sytuację spotykamy w przypadku konieczności uzyskania zasilania gwarantowanego np. w celu oświetlenia. Wówczas stosuje się tzw. rozwiązania nadmiarowe. Takie sytuacje występują np przy oświetleniu znaków drogowych czy przejść dla pieszych w miejscach, gdzie nie ma sieci energetycznej. W przypadku takich konfiguracji zwykle stosunek mocy fotoogniw do elektrowni wiatrowej wynosi 1:1. Moc całkowita urządzeń jest wówczas zwykle mniejsza, ponieważ elektrownia wiatrowa do zasilania pojedynczego źródła światła jest o mocy 400W. Tyle samo mocy powinny dostarczyć fotoogniwa.

   W przypadku zasilania wyjątkowo małych odbiorników (np. stacje przekaźnikowe, które pobierają minimalną moc, kilkanaście diod LED) do poboru mocy na poziomie max. 20W/h, można zastosować same fotoogniwa wyposażone w odpowiednio pojemne baterie akumulatorów.

   Napięcie pojedynczych fotoogniw zwykle nie przekracza 24V. Dlatego poszczególne panele łączy się ze sobą szeregowo, podobnie jak akumulatory. W ten sposób łącząc ogniwa uzyskuje się napięcie [V] wyższe niż napięcie połączonych akumulatorów. Zalecane jest podłączenie fotoogniw w takiej konfiguracji, żeby ich napięcie było wyższe o około 20% od napięcia znamionowego akumulatorów. To umożliwia swobodny przepływ prądu i optymalne ładowanie akumulatorów. W skrajnych warunkach dopuszcza się napięcie fotoogniw przekraczające dwukrotnie napięcie akumulatorów, ale nie jest to zalecane. Jako całkowicie bezpieczne przyjmuje się przekroczenie o 50%.