Energia odnawialna dla żeglarzy jest codziennością. Mamy z nią do czynienia i korzystamy z niej za każdym razem gdy siadamy na łódce i wypływamy z portu. Wiatr, słońce i woda to dla żeglarzy niewyczerpalne źródła energii. Napędzają nas w sposób dosłowny ale również są tym co pobudza nas do działania i potrafi naładować nasze akumulatory na wiele tygodni spędzanych na lądzie. W tej chwili zajmę się jednak sposobami, jakimi energią, którą niosą ze sobą te żywioły, naładować możemy akumulatory znajdujące się na jachcie. Tak zwane zielone źródła energii, do których należą słońce wiatr i woda, są alternatywą dla używanej powszechnie „brudnej” energii pochodzącej ze źródeł konwencjonalnych, co dla żeglarzy oznacza zazwyczaj energię wytwarzaną przez generator napędzany silnikiem diesla.  Ich zastosowanie na jachcie wydaję się więc być oczywiste ze względu na swoją ekologiczność i „kompatybilność” z żeglarstwem.

Większość z nas ceni sobie wolność i niezależność. Niestety nie da się do końca uciec przed przepisami, które starają się rządzić większością stref naszego życia. Dlatego warto zastanowić się nad prawnym aspektem produkcji energii we własnym zakresie. Każda instalacja wytwarzająca prąd jest mniejszą lub większą elektrownią. Wytwarzanie i zużycie energii elektrycznej regulowane jest wieloma przepisami.  Rodzi się więc pytanie, czy można tak po prostu prąd produkować, używać i co więcej nie płacić od tego podatków? Nie zagłębiając się zbytnio w temat zajmę się tylko tym co nas w tej chwili interesuje najbardziej, a więc wytwarzaniem i zużyciem energii na jachcie. Szczęśliwie dla nas sytuacja w tym przypadku wydaje się wyjątkowo prosta i jednoznaczna. Zgodnie z Prawem Energetycznym, koncesji wymaga tylko wykonywanie działalności gospodarczej w zakresie wytwarzania energii więc gdy produkujemy energię na własny użytek, problemu nie ma. Natomiast na podstawie Ustawy o podatku akcyzowym Art.30 pkt.8 (energia jest wyrobem akcyzowym) z akcyzy zwolnione jest zużycie energii dla celów żeglugi i energii elektrycznej wytwarzanej na statku. Gdy więc nasza instalacja jest mała, nie prowadzimy działalności gospodarczej polegającej na wytwarzaniu energii, elektrownię mamy zamontowaną na jachcie, nie zamierzamy przyłączać naszej instalacji do sieci energetycznej i nie zamierzamy odsprzedawać nadwyżek, możemy energię elektryczną wytwarzać bez potrzeby płacenia podatków od wytworzonej i zużytej energii.

 

Energia słoneczna – panele fotowoltaiczne

Panele fotowoltaiczne  nie należą do tanich urządzeń wytwarzających energię ale mają kilka niewątpliwych zalet które decydują o sensowności ich montażu. Są ciche, nie mają  żadnych ruchomych i narażonych na zużycie części, przy mądrym montażu praktycznie nie zajmują miejsca i nie przeszkadzają w żegludze, a wytwarzanie w nich energii nie wymaga, po ich zamontowaniu, dodatkowych nakładów i innych źródeł pomocniczych. Ważne jest jednak by zrozumieć ich działanie, poznać sposób montażu zapewniający optymalne ich wykorzystanie oraz by nie rozczarować się gdy wytworzona energia będzie mniejsza od wskazanej w katalogu producenta.  

 

 

Promieniowanie słoneczne to, jak  mówi teoria, fale elektromagnetyczne lub/i strumień fotonów czyli cząstek posiadających masę-energię. Dla wyjaśnienia zjawiska fotowoltaicznego zdecydowanie lepiej wyobrazić sobie światło jako strumień cząstek, które docierając do ziemi zderzają się ze wszystkim co stanie im na drodze, by  wbić się w przeszkodę lub się od niej odbić. Pochłanianie fotonów przez obiekty wiąże się z przekazaniem im przez foton swojej energii. W określonych warunkach energia przekazana przez foton powoduje uwolnienie innych cząstek – elektronów, z których tworzy prąd elektryczny zasilający nasze żarówki, urządzenia elektroniczne, lodówki itd. Zjawisko to wykorzystują ogniwa fotowoltaiczne wykonane z materiałów półprzewodnikowych - najczęściej odpowiednio domieszkowanego krzemu.

            Ogniwa fotowoltaiczne i zbudowane z nich panele wykorzystujące energię słoneczną niestety nie zamieniają jednak w całości energii padających na nie fotonów na prąd elektryczny. Większość energii jest tracona i zamienia się na ciepło, podgrzewając panel (zjawisko to niekorzystnie wpływa na jego sprawność) lub się od niego odbija. Produkowane obecnie ogniwa w zależności od zastosowanej technologii mają sprawność w granicach 14-20% a maksymalne sprawności dochodzą do 24%. Panel składający się z wielu połączonych ze sobą ogniw ma sprawność jeszcze o kilka procent niższą. Oznacza to, że z energii jaka dociera do panelu tylko taka część zamieniana jest w prąd elektryczny. W Polsce średnio w ciągu lata na każdy m2 ziemi w ciągu jednego dnia pada ok 5kWh energii słonecznej, co daje po przetworzeniu przez panel 0,5-1kWh energii elektrycznej. Dla instalacji jachtowej 12V daje to 42-83Ah z każdego m2 zamontowanych paneli. Przykładowo dla średniej jednostki o zapotrzebowaniu 250Ah pokrywa to 17-33% całkowitego dobowego zapotrzebowania na energię elektryczną. Wartości te są jednak teoretyczne i znacznie się wahają w zależności od wielu czynników, z którymi mamy do czynienia na pokładzie jachtu.

Rzeczywista ilość energii jaką uzyskamy z paneli zależy zatem od:

- ilości docierającej w danym miejscu i czasie energii słonecznej (w zależności od pogody, pory roku)

- powierzchni czynnej paneli

- efektywności przetwarzania energii słonecznej w prąd przez panele

- ustawienia paneli względem słońca

- temperatury zewnętrznej i możliwości chłodzenia paneli

- ewentualnego całkowitego lub częściowego zacienienia paneli

- zastosowanych układów elektronicznych służących do ładowania akumulatorów.

 

System fotowoltaiczny na jachcie zbudowany jest z jednego lub wielu paneli, które, poprzez elektroniczny regulator, ładują podłączony do układu akumulator. Zadaniem regulatora jest, w zależności od potrzeby, obniżenie lub podniesienie napięcia otrzymywanego z paneli, zapewniające ładowanie akumulatora i utrzymanie optymalnych warunków pracy paneli. Dobranie właściwego punktu pracy (obciążenia) paneli jest niezbędne do uzyskaniu dobrze działającego i efektywnego układu.

Panel fotowoltaiczny zbudowany jest z kilkunastu lub kilkudziesięciu ogniw słonecznych połączonych szeregowo lub szeregowo-równolegle tworzących jeden lub kilka łańcuchów. Zasłonięcie - zacienienie nawet pojedynczego ogniwa w łańcuchu powoduje wyłączenie tego łańcucha i bardzo duży spadek wydajności całego ogniwa. W praktyce przy niewielkim przysłonięciu, np. przez bom lub znajdujący się na nim bloczek panel może produkukować tyle energii ile produkowałby gdyby został w całości zacieniony. Podobny efekt ma miejsce wówczas, gdy zamontowanych na jachcie mamy kilka paneli. W przypadku niewłaściwego połączenia lub zastosowaniu nieodpowiednich regulatorów ładowania akumulatora zacienienie jednego panelu może spowodować znaczne pogorszenie lub nawet wyłączenie pracy całego układu. Na jachcie, gdzie elementów mogących spowodować powstanie cienia na panelu jest bardzo dużo a ustawienie jachtu względem słońca może być dowolne, jest to szczególnie ważne. Dobierając dla naszego jachtu panele i regulatory należy brać pod uwagę produkty producentów, którzy uwzględniają skomplikowaną specyfikę sytuacji, z jakimi mamy do czynienia w przypadku instalacji jachtowych. Panele fotowoltaiczne które stosujemy na jachtach muszą spełniać szczególne wymagania. Muszą być odporne na trudne warunki atmosferyczne, słoną wodę. Powinny być też lekkie i łatwe w montażu. Ponadto po zamontowaniu nie mogą przeszkadzać w normalnym funkcjonowaniu jachtu.

         Największa roczna produkcja prądu na stałym lądzie uzyskiwana jest gdy powierzchnia czynna panelu skierowana jest w kierunku południowym i nachylona w stosunku do ziemi pod kątem ok.30st. Zasada ta uwzględnia zmianę kąta padania promieni słonecznych na ziemię w różnych porach roku. Generalnie jednak optymalne jest ustawienie panelu prostopadle do padających promieni.  Na jachcie zwykle możemy zamontować nasze panele płasko lub prawie płasko na pokładzie, nadbudówce lub specjalnej konstrukcji. Przy takim ustawieniu, gdyby jacht stał prosto tracilibyśmy rocznie ok. 10% energii. Ponieważ zwykle nie używamy naszych jachtów w zimie gdy słońce jest nisko, ten odsetek jest jeszcze niższy. Zamontowanie paneli na rufie lub symetrycznie na obu burtach daje szansę, że przynajmniej połowa paneli pracować będzie w prawie optymalnych warunkach. Jeżeli dodatkowo będziemy umieli wykorzystać energię z pozostałych paneli, do których dociera tylko promieniowanie rozproszone, produkcja energii będzie na całkiem przyzwoitym poziomie.

 

         

         Istnieje wiele sposobów montażu paneli na jachcie.  Montaż zależy przede wszystkim od rodzaju paneli. Panele sztywne, w ramie, montowane są zwykle na rufie na specjalnie w tym celu zrobionej konstrukcji. Nie jest to najlepsze rozwiązanie gdyż konstrukcja pogarsza właściwości jachtu oraz często nie stanowi jego ozdoby. Znacznie lepszym rozwiązaniem jest zastosowanie paneli elastycznych, w których ogniwa zalaminowane są pomiędzy odpornymi  na najtrudniejsze warunki środowiskowe warstwami polimerowymi. Umożliwiają one dopasowanie paneli do jachtu a nie jachtu do paneli. Są również znacznie lżejsze i bezpieczniejsze. Można po nich chodzić, w prosty sposób zdemontować i chować w przypadku złych warunków lub na zimę. Włoski producent paneli, firma SOLBIAN ENERGIE ALETRNATIVE, produkuje panele które można przykleić bezpośrednio do pokładu, zamontować przy pomocy liny do remizek zamontowanych w panelu zatrzasków TENAX lub zamka błyskawicznego, którym można przypiąć panel np. do osłony zejściówki.

 

Andrzej Cebrat

Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.