|
Solární (fotovoltaické) články | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Ve srovnání s jinými zdroji elektrické energie má provoz fotovoltaického zařízení celou řadu ekologických i provozních výhod. V našich klimatických podmínkách je však třeba počítat i s nevýhodami, které mohou omezit nebo zcela znemožnit efektivní využití fotovoltaických zařízení: 
Z porovnáním výhod a nevýhod vyplývá, že fotovoltaické zdroje u nás mají smysluplné využití především v místech bez možnosti připojení k rozvodné síti, případně jako doplňkový zdroj malého výkonu.
Fotovoltaický (sluneční, solární) článek je v podstatě polovodičová dioda. Jeho základem je tenká křemíková destička s vodivostí typu P. Na ní se při výrobě vytvoří tenká vrstva polovodiče typu N, obě vrstvy jsou odděleny tzv. přechodem P-N. Osvětlením článku vznikne v polovodiči vnitřní fotoelektrický jev a v polovodiči se z krystalové mřížky začnou uvolňovat záporné elektrony. Na přechodu P-N se vytvoří elektrické napětí, které dosahuje u křemíkových článků velikosti zhruba 0,5 V. Energie dopadajícího světla se v článku mění na elektrickou energii. Připojíme-li k článku pomocí vodičů spotřebič (například miniaturní elektromotorek), začnou se kladné a záporné náboje vyrovnávat a obvodem začne procházet elektrický proud. Je-li třeba větší napětí nebo proud, zapojují se jednotlivé články sériově či paralelně a sestavují se z nich fotovoltaické panely. 
 Proud, který můžeme ze slunečního článku odebírat, je úměrný velikosti ozařované plochy článku. Výkon křemíkových fotovoltaických článků o ploše 1 m2 je 80 – 100 W, účinnost přeměny světelné energie na energii elektrickou závisí na struktuře materiálu a způsobu výroby článku (laboratorní nebo průmyslová):
Příklady konkrétních parametrů fotovoltaických článků (řezů) z monokrystalického křemíku, které vyrábí firma SOLARTEC. Články se liší jen svou velikostí.
 Jediný fotovoltaický článek má jen velmi malé využití. Výstupní napětí i výkon je pro většinu aplikací příliš malý. Proto se články podle požadovaného napětí a odebíraného proudu spojují a vytvářejí fotovoltaický modul (panel). Spojením více modulů vzniká rozměrné fotovoltaické pole, které se instaluje například na střechu nebo fasádu budovy. Pro dosažení vysoké životnosti se moduly ukládají do hermeticky uzavřených pouzder, která jsou opatřena vysoce průhledným tvrzeným sklem. Tato úprava chrání moduly před povětrnostními vlivy, udávaná životnost je 20 - 30 let.Nejjednodušší fotovoltaický systém: Fotovoltaický modul je přímo připojen ke spotřebiči, jak je znázorněno na schématu. Spotřebič v tomto zapojení pracuje jen při dostatečně intenzivním osvětlení modulu a to je hlavní nevýhoda. Toto řešení je možno zvolit jen výjimečně, například k napájení jednoduchých kalkulaček, dětských hraček.nebo učebních pomůcek.  Autonomní fotovoltaický systém: Jedná se o zdroj nezávislý na rozvodné síti, bývá označován jako "grid-off". Systém se skládá z fotovoltaických modulů nebo polí, regulátoru, akumulátoru a spotřebiče. Elektrická energie z modulů se uchovává v nabitých akumulátorech pro období, kdy Slunce nesvítí. Regulátor zajišťuje správné podmínky pro nabíjení a vybíjení akumulátoru. Tento systém se používá k napájení pokusných solárních vozidel, zahradních svítidel, elektrických spotřebičů v horských chatách, k napájení měřicích přístrojů v meteorologických stanicích apod.  Fotovoltaický systém spojený se sítí: Velké fotovoltaické systémy mohou být zapojeny tak, aby část nebo všechnu vyrobenou elektrickou energii dodávaly do veřejné rozvodné sítě. Označují se také jako systémy "grid-on". Zdrojem je opět fotovoltaický modul, stejnosměrné napětí je nejprve nutné ve střídači (měniči) transformovat na střídavé napětí 230 V/50 Hz. Zařízení musí splňovat přísné požadavky na bezpečnost, odolnost proti zkratu a přetížení a na správnou synchronizaci. Výhodou tohoto systému je, že spotřebiče v domácnosti mohou fungovat nezávisle na vnějším osvětlení. Při dostatku slunečního záření jsou napájeny z fotovoltaického modulu, v noci odebírají energii z rozvodné sítě. Elektroměry E1 a E2 měří energii odevzdanou nebo odebranou z rozvodné sítě. 
Instalace fotovoltaických systémů je dnes - vzhledem k vysoké ceně solárních modulů - relativně značně nákladná. Vzhledem k předpokládané životnosti nemohou tyto systémy cenově konkurovat elektřině z rozvodné sítě. Výhodnost se však může projevovat jiným způsobem a v jiných situacích:
 Pokles ceny fotovoltaických modulů (dolary na watt instalovaného výkonu)
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
