Większość z użytkowników wie pobieżnie jak działa system fotowoltaiczny akumulatorowy. Oczywistym jest, że panel słoneczny za pośrednictwem regulatora ładuje akumulator a wieczorem kiedy nie mamy dostępu do promieni słonecznych energia oddawana jest z baterii. Niewiele jednak osób wie jak to naprawdę działa lub ile czasu będzie świeciła żarówka podłączona do akumulatora. Poniżej przedstawimy opis trzech najistotniejszych parametrów pracy czyli: Volt, Amper i Moc

Co to jest napięcie ?

Podstawowym parametrem całego systemu jest napięcie. Napięcie wyrażamy w Voltach. W systemach fotowoltaicznych spotykamy przede wszystkim napięcie stałe. Napięcie to wartość informująca z jakimi urządzeniami nasz system może pracować np. 12V lub 24V. Dla zobrazowania czym jest napięcie można opisać to w następujący sposób. Czym wyższa napięcie tym więcej energii elektrycznej możemy przesłać przewodem tej samej długości. Niestety nie wszyscy muszą być fachowcami z zakresu elektryki i fizyki wiec tłumacząc to dobitniej napięcie można przyrównać do procentów zawartych w alkoholu. Czym alkohol mocniejszy tym mniej go trzeba wypić, żeby uzyskać pożądany efekt. Oczywiście jest to bardzo obrazowe przedstawienie napięcia ale dla osób nie wtajemniczonych w kanony energii elektrycznej będzie to zdecydowanie łatwiejsze do zrozumienia.

Napięcie stałe wyrażone w Voltach spotykamy w dwóch miejscach w systemie solarnym. Pierwsze to panele słoneczne. Moduły o mocy do 150W korzystają z niskiego napięcia z przedziału 18-22V, modułu fotowoltaiczne większe powyżej 260W korzystają z napięcie podwyższonego 33-50V w zależności od producenta i zastosowanej technologii budowy.

Następnym miejscem gdzie możemy spotkać napięcie stałe to akumulator. Wszystkie typy akumulatorów stosowanych w solarnych systemach zasilania posiadają napięci nominalne 12 V. Akumulatory w zależności od potrzeby można łączyć szeregowo tj. plus z minusem aby uzyskać napięcie 24V, 48V w zależności od zatasowanych odbiorników. Warto tu  wspomnieć, że podnosząc napięcie podnosimy również sprawność całego systemu poprzez eliminacje strat przesyłu na przewodach. Wyższe napięcie oznacza mniej prądu Amperów o czym poniżej. Napięcie dobieramy odpowiednio do urządzeń które używamy. A więc przetwornica, która produkuje napięcie zmienne 230V może być zasilana z napięcia 12V, 24V a nawet 48V.

Terminologia 12V, 24V, 48 jest pojęciem nominalnym. Tak naprawdę napięcia są zmienne w zależności np od napięcia akumulatora. Typowy akumulator żelowy działa w zakresie 10,5V do 14.8V ale dla ułatwienia takie napięcie przyjmujemy jako napięcie nominalne 12V a później jego wielokrotność.

Co to jest prąd ?

Prąd kolejny składnik naszej energii. Wyrażany jest w Amperach, nie jest tak sałata i przewidywalną wartością jak napięcie a zależy od chwilowego zapotrzebowania na energię elektryczną oraz od napięcia. Wracając do porównania z alkoholem prąd można uznać za ilość wypitego alkoholu. Jeżeli będziemy spożywać piwo gdzie jego napięcie to 6% (6v) będziemy musieli go wypić np. 2l (2A) aby uzyskać żądanych przez nas efekt. Jeżeli jednak podniesiemy napięcie z 6V do 40V to alkoholu 40% będziemy musieli wypić zdecydowanie mniej aby osiągnąć ten sam efekt np (0,2L) (0,2A). Niektórzy czytelnicy mogą tu zauważyć, że takie obliczenia winno prowadzić się w amperogodzinach lub voltoamperach ale celowo zostało użyte takie porównanie aby łatwiej wytłumaczyć zależność napięcia i prądu osobom nie znającym się wcale na energii elektrycznej. Kontynuując należy przyjąć pewną zasadę. Aby uzyskać tyle samo energii elektrycznej potrzebujemy mniej lub więcej prądu, który jest zależny od napięcia systemu. Jeżeli pomnożymy napięcie * prąd otrzymamy moc wyrażoną w Watach.

Co to są waty ?

Nazwa wat pochodzi od nazwiska brytyjskiego inżyniera i wynalazcy Jamesa Watta. Wat to iloczyn napięcia i prądu a więc (W) Wat = (V) Napięcie * (A) Amper. Równanie jest przemienne oznacza to, że posiadając 2 z trzech wartości możemy wyliczyć ta ostatnią. Waty znane są większości użytkownikom. Można je znaleźć na żarówkach, czajnikach, odkurzaczach gdziekolwiek. Zostańmy jednak jak na razie przy napięciu stałym. Jeżeli posiadamy odbiornik np halogen LED o mocy 20W i i o napięciu nominalnym 12V łatwo możemy obliczyć (20W/12V), że jego prąd Ampery wynosi 1,66A. Mając taką wiedzę bardzo łatwo możemy obliczyć, że halogen 20W (1,66A) będzie pracował z akumulatorem 100Ah przez czas 60 godzin (100Ah/1,66A). Oczywiście obliczenie to ma wiele wad, nie uwzględnia zmiennego napięcia i strat na akumulatorze, strat na przewodach czy strat na samym urządzeniu ale pozwala nam na określenie przybliżonego czasu pracy urządzenia z danym akumulatorem.

Wiedząc ile urządzenie pobiera Wat i znając jego napięcie możemy obliczyć jak długo będzie pracował z danym akumulatorem. W podobny sposób możemy obliczyć jak długo będzie ładował się akumulator znając napięcie i prąd panela oraz pojemność akumulatora. Oczywiście sporą role odgrywa tu zastosowany regulator ładowania ale dzięki temu możemy poznać szacowaną wartość.

Czym są amperogodziny.

Na koniec warto wspomnieć o Amperogodzinach. Nie jest to jednostka sama w sobie tak jak prąd czy napięcie ale jest ona wynikową prądu i czasu. Jeżeli przez określoną ilość czasu np przez jedną godzinę będziemy pobierać prąd w ilości 1A amper to wartość ta winna być zapisana jako 1 Ampero Godzina. Inaczej mówiąc przez jedną godzinę możemy pobierać 1 Amper prądu. Jeżeli do naszego równania dodamy warunek, że napięcie to 12V łatwo możemy obliczyć, że przez ten czas ilość energii która została przesłana wyniosła to 12 Wh czyli (12V*1A=12W)*(1h) = 12Wh. Sprowadzając wszystko do mocy wyrażanej w watach dużo łatwiej będzie nam ocenić czas pracy urządzenia w którym podano tylko jego moc wyrażoną w Watach. Możemy również  waty sprowadzić do amperów stosując następujące działanie. (W) Waty / (V) Napięcie = (A) Ampery. Jak wcześniej wspomniano wszystkie działania są przemienne i bez problemu możemy wyliczyć każdy parametr.