Fotovoltaika

Fotovoltaika patří mezi moderní technologie, která slouží k přímé přeměně slunečního záření na elektřinu. Právě díky využívání slunečního záření a velmi rychlou návratností je fotovoltaika považována za trvale udržitelnou technologii.

K přeměně sluneční energie na elektřinu se využívá fotoelektrického jevu na velkoplošných polovodičových fotodiodách. Tyto diody, které se spojují do větších celků, tzv. fotovoltaických panelů, se nazývají fotovoltaické články. Ty jsou dvojího typu. Jedním z nich jsou krystalické články, které jsou vytvořeny na tenkých deskách polovodičového materiálu. Jejich hlavní složkou je křemík, který může být buď monokrystalický nebo multikrystalický. Druhým typem jsou články tenkovrstvé, které jsou na sklo či jinou podložku nanášeny přímo. Obsahují například amorfní či mikrokrystalický křemík, telurid kadmina nebo CIGS sloučeniny.

Využitelnost solární energie má ovšem své limity. Jde především o účinnost fotovoltaických článků, která se pohybuje okolo 15 %. Solární energie má malou plošnou hustotu, z toho důvodu jsou zařízení určená pro její zachycení poměrně dost velká. Množství vyrobené elektřiny fotovoltaickou elektrárnou je závislé na několika faktorech, mezi které patří například počet slunečních hodin nebo intenzita slunečního záření.

Vývoj fotovoltaiky je neustále v pohybu. Dnes už se dokonce vyvíjí tzv. třetí generace fotovoltaiky, jejíž hlavní myšlenkou je zvýšit účinnost za použití tenkovrstvých technologií. Zároveň by měli být použity netoxické a často používající materiály.

Výhody a nevýhody

Jednou z nejvýraznějších výhod fotovoltaiky je to, že ke svému fungování nepotřebuje palivo. Díky tomu může fotovoltaická elektrárna pracovat i delší dobu bez obsluhy. Fotovoltaika jako zdroj elektřiny se může pochlubit nízkou poruchovostí, a to i díky tomu, že neobsahuje žádné pohyblivé součásti.

Kromě minimální potřeby údržby spočívají výhody fotovoltaiky například v tom, že neznečišťují životní prostředí. Dokonce i během výroby či likvidace je znečištění okolního prostředí minimální. V případě, že je fotovoltaický systém připojen na síť, je možné aby byla energie spotřebována místně a tudíž lze snížit celkové ztráty rozvodné soustavy. Hlavní výhodou ovšem je využívání sluneční energie, která je obnovitelná, obrovská a v porovnání se známými zdroji obnovitelné energie má také nejvyšší hustotu výkonu.

I s fotovoltaikou jsou spojeny jisté nevýhody. Fotovoltaika je založena na sluneční energii, na kterou ale v noci nebo za špatného počasí (sníh, mlha, déšť) nejde příliš spoléhat. Je nutné mít tedy systémy, které energii nahradí. Nevýhodou je i to, že solární panely produkují stejnosměrný proud, který ale musí být převeden na proud střídavý, což znamená ztráty ve výši 4-12%. Jako vše, i fotovoltaické články podléhají spotřebě a časem snižují svoji účinnost.

Napojení do sítě

Solární elektrárna bývá ve většině případů napojena k distribuční síti. Rozlišují se přitom čtyři základní způsoby tohoto připojení, o kterém je potřeba rozhodnout ještě před samotnou instalací.

V prvním případě jde o přímé napojení do sítě spojené s prodejem elektrické energie provozovateli distribuční sítě. Jde tedy o připojení, kdy je veškerá vyrobená energie předávána do distribuční sítě a prodávána za tzv. „výkupní cenu“. Druhým typem připojení je rovněž přímé připojení do sítě, ale el. energie se neprodává rovnou provozovateli sítě, ale obchodníkovi s elektřinou. Ten vykupuje elektrickou energii za předem sjednanou cenu.

Další možností je připojení do rozvodů v objektu. V tomto případě se většina vytvořené energie spotřebovává přímo v objektu. Pokud vzniknou přebytky, může je majitel solární elektrárny prodat distribuční společnosti, která o ně ale nemusí mít vždycky zájem. Posledním typem je tzv. připojení „off grid“ (ostrovní systémy), který se využívá v lokalitách, kde není připojení k síti možné. Veškerá vyrobená energie je tedy spotřebovávána v samotném objektu a ukládána do akumulátorů.

Ostrovní systémy

Ostrovní fotovoltaický systém je označení pro malou fotovoltaickou elektrárnu, která vyrábí elektřinu pouze pro vlastní potřebu majitele objektu. Tyto systémy nejsou vázány na distribuční síť, takže si od ní elektřinu neberou ani jí do ní nedodávají. Fotovoltaické ostrovní elektrárny se využívají v domech, karavanech, na chatě nebo třeba i na lodi, zkrátka všude tam, kde není přivedena přípojka elektrické energie.

Energie, kterou fotovoltaické panely vyrobí, se ukládají do akumulátorů. Z nich pak energii využívají spotřebiče a to i v noci nebo během špatného počasí. Přebytky z ostrovních elektráren se také často využívají k ohřevu teplé vody.

Výhody

K výhodám solárních panelů patří především jejich dlouhá životnost, která je více jak 30 let. Dále se mohou pochlubit vysokou spolehlivostí, minimální údržbou a tedy i téměř nulovými provozními náklady. Instalace ostrovního systému je přitom velmi jednoduchá, takže ji zvládnete i svépomocí. Tato výroba elektřiny je navíc ekologická, nevznikají žádné emise ani hluk. Samotné solární panely jsou dokonce plně recyklovatelné.