czech poland english deutch
HlavickaUP-logo.jpg, 7,5kB
Načítání....,

Základní informace o fotovoltaice

Fotovoltaický jev

Základním prvkem celého fotovoltaického systému je fotovoltaický jev. Fotovoltaický jev je známý už od poloviny 19. století, kdy ho objevil mladý (19-ti letý) francouzský fyzik.
Tento jev se vznačuje tím, že po dopadnutí světla, které se skládá z mnoha drobných nosičů energie (fotonů), na rozhraní dvou polovodičových materiálů, jsou uvolněny elektrony na N-vrstvě a přechází k P-vrstvě křemíkového polovodiče. Vzniká tak na rozhraní vrstvy P a N (P-N přechod) elektrické napětí. Usměrněnému toku uvolněných elektronů, říkáme elektrický proud, který může procházet připojenými spotřebiči. Výše uvedený fotovoltaický jev probíhá ve fotovoltaickém článku, jenž vlastntně představuje P-N přechod.

fotovoltaicky-clanek2.jpg, 31kB

Fotovoltaické panely

Sério-paralelním zapojením fotovoltaických článků a přilepením na tedlarový podklad vzikne fotovoltaický panel, u kterého jsou fotovoltaické články chráněny vysocepropustným a odolným sklem. Celé je to usazené v pevném hliníkovém rámu, díky kterému se fotovoltaické panely nechají snadno usadit do vhodných konstrukcí, buď na střešní krytinu nebo na volný terén. Životnost panelů se většinou výrobce grantuje na 20-25 let. Fotovoltaické panely jsou:

Monokrystalické panely


polyPanel.jpg, 39kB

Polykrystalické panely


polyPanel.jpg, 39kB

Amorfní panely


polyPanel.jpg, 39kB

Skutečný výkon fotovoltaických panelů je udáván v jednotkách Watt peak (Wp), Watt peak je jednotkou špičkového výkonu dodávaného solárním zařízením za ideálních podmínek, jde tedy přibližně o výkon dodávaný panelem nebo systémem za běžného bezoblačného letního dne.

Střídače

Střídače slouží k přeměně stejnosměrného elektrického napětí vyrobené fotovoltaickými panely na střídavé elektrické napětí, které se běžně vyskytuje v elektrických zásuvkách u Vás doma. Střídače se rozdělují podle velikosti výkonu, který jsou schopné přeměnit. Podle toho jsou sřídače malé, které je možno připevnit na zeď nebo příslušnou konstrukci v blízkosti fotovoltaických panelů nebo velké skříňové, které se mohou použít na přeměnu velkého výkonu u velkých fotovoltaických elektráren.

Životnost

Většina výrobců udává životnost okolo 25 let. Záruční doba na panely a střídače je obvykle pět let, u měničů napětí se dá připlatit za prodlouženou záruku 5 až 20 let. Fotovoltaický panel však průběhu životnosti snižuje svoji výkonnost, výrobci obvykle garantují 90% účinnost po 12 letech a 80% účinnost panelu po 25 letech. Teoreticky můžeme provozovat fotovoltaický panel mnohem déle, například 30 let, ale při snižování jeho výkonnosti je vhodnější zakoupit nové, za tu dobu už levnější.

Konstrukce

Konstrukce jsou důležité pro upevnění fotovoltaických panelů ve správné orientaci. Nejideálnější je orientace přímo na jih. Při orientaci v rozsahu jiho-východ až jiho-západ jsou maximální ztráty dosaženého výkonu asi 5%. Panely lze orientovat i vodorovně při ztrátě 10% nebo svisle při ztrátě 30%. Sklon panelů závisí na typu systému a způsobu jeho využívání, při celoročním provozu ostrovních systémů je lépe umístit panely více kolmo (49°), protože Slunce je nízko v zimních měsících, naopak maximalizaci zisku u systémů pro výrobu elektřiny do sítě dosáhneme umístěním panelů více vodorovně (30°), protože během letních měsíců je nejvíce slunečních dnů a Slunce je vysoko na Zemi dopadá 75% ročního součtu globálního záření.

Statické konstrukce

Panely pro výrobu elektřiny lze umístit v podstatě kamkoliv, jak na volný terén na podpěrné konstrukce, tak na fasády, balkóny nebo střechy a to jak na ploché, tak na šikmé jakéhokoliv sklonu a s jakoukoliv střešní krytinou, případně lze panely do střechy integrovat. 1kWp nainstalovaného výkonu obnáší přibližně 8 m² panelů. Pokud jsou panely instalovány na volný vodorovný terén do řad za sebou, je zapotřebí plocha přibližně 2,6x větší, než je plocha samotných kolektorů, protože řady musí být za sebou v takových rozestupech, aby si nestínily.

Natáčivé konstrukce (trackery)

Fotovoltaické panely lze instalovat také na tzv. sledovací systémy. Systémy mohou být buďto jednoosé, tzn. že panely se natáčejí za Sluncem pouze horizontálně, popřípadě dvouosé, které sledují pohyb Slunce na obloze během dne jak horizontálně, tak vertikálně. Nejoptimističtější údaje slibují zvýšit výtěžnost fotovoltaického systému až o 37%. Na druhou stranu sledovací zařízení samotné spotřebuje energie a dále záporným faktorem je poruchovost a nutnost údržby takového pohybového mechanismu, který je po celý rok vystavován různým povětrnostním vlivům. Dále musíme také počítat s tím, že sledovací zařízení celou instalaci investičně prodraží a je třeba se zamyslet, zda zvýšený zisk tyto zvýšené investiční nároky pokryje.

Fotovoltaická elektrárna

Fotovoltaická elektrárna je zapojení několika komponent, které po správném zapojení dokáží přeměnit enregii ze slunečního záření na použitelnou standartní elektrickou energii, kterou můžeme běžně používat.

Fotovoltaickou elektrárnu můžeme zapojit třemi způsoby:

Přímý prodej

zapojeniPrimyProdej.jpg, 22kB

     Pokud se rozhodnete využívat fotovoltaickou elektrárnu v režimu "přímý prodej", veškerou vyrobenou elektřinu prodáváte do distribuční sítě za cenu, která je aktuální v době připojení fotovoltaické elektrárny do sítě a distributor je povinnen ji od Vás vykoupit. Naopak všechnu elektřinu pro Vaše potřeby musíte distrubutorovi zaplatit Vy.

Zelený bonus

zapojeniZelenyBonus.jpg, 61kB

V rámci "Zeleného bonusu" je vyrobená elektřina nejdříve spotřebována investorem. Pokud investor nespotřebuje veškerou elektřinu ve svém objektu, je přebytek dodáván do distribuční sítě. Je zde potřeba mít nainstalovaný 4-kvadrantový elektroměr, který měří vyrobenou i spotřebovanou elektřinu samostatně.

Ostrovní systém

zapojeniOstrov.jpg, 59kB

V ostrovním systému je objekt, na kterém je instalovaná fotovoltaická elektrárna, úplně odříznut od distribuční sítě a potřebná elektrická energie je odebírána z akumulátorů. Akumulátroy jsou nabíjeny z instalovaného fotovoltaického systému v době, kdy jsou pro to vhodné podmínky.