Účinnost fotovoltaických panelů (2. strana)
Jakou mají účinnost fotovoltaické panely a kolik energie nám daruje slunce
U monokrystalických panelů se udává,
že mají nepatrně vyšší účinnost při pří-
mém osvitu sluncem, tedy například v lé-
tě, kdy je slunečního svitu nejvíce. Rozdíl
je však skutečně nepatrný řádově 1–2 %
výkonu.
Polykrystalické panely mají naproti tomu
lepší výsledky při difúzním záření (obloha
pod mrakem), kdy jsou schopné lépe vyu-
žít nepřímého osvitu. Opět se však pohy-
bujeme řádově 1–2% výkonu.
U malých FVE do výkonu 1kW nemá pří-
liš význam řešit, zda je lepší mono nebo
polykrystalický panel, rozdíly jsou zcela za-
nedbatelné v jednotkách procent. V rámci
celoročního použití jsou si obě technolo-
gie zcela rovnocenné.
Doporučení: Pokud víte, že budete so-
lární panel používat převážně od jara do
podzimu, je pro vás nepatrně výhodnější
monokrystalický panel. Pokud budete po-
třebovat co nejvíce výkonu zejména v zi-
mě resp. celoročně, je pro vás nepatrně
vhodnější polykrystalický panel. V rámci
zefektivnění výkonu celé solární sestavy je
spíše vhodné se zaměřit na kvalitní kom-
ponenty, velikost panelu, dostatečně nad-
dimenzovanou kabeláž, pořízení účinné-
ho MPPT regulátoru, zajištění správného
sklonu a orientace FV panelů a udržování
panelů v čistotě.
Fotovoltaické panely
a solární panely – rozdíly d
Fotovoltaické systémy a solární tepelné ko-
lektory jsou již nějakou dobu široce použí-
vány, mnoho potenciálních investorů si ty-
to dva systémy zaměňuje. Pro mnohé jsou
solární panely a fotovoltaika to samé.
Jaké jsou rozdíly mezi fotovoltaickými
panely a solárními termálními kolektory.
Mnoho lidí si je plete, protože obě řešení
jsou instalována na střechách budov a na
úrovni terénu pomocí konstrukcí urče-
ných pro tento konkrétní účel. Další po-
dobností mezi těmito dvěma řešeními je
to, že využívají solární energii .
Tady však podobnosti končí, protože so-
lární tepelná energie je absorbována těmi-
to dvěma systémy pro zcela odlišné účely.
Fotovoltaické panely jsou instalovány pro
přeměnu tepelné energie na elektřinu, za-
tímco solární panely přeměňují sluneční
záření na teplo. To je důvod, proč si tato
řešení vzájemně nekonkurují. Místo toho
se mohou vzájemně doplňovat.
Solární termální kolektory absorbují slu-
neční záření, které dopadá na absorbér,
který předává energii médiu, obvykle roz-
toku vody a glykolu. Médium zásobuje vý-
měník teplem ve formě horké vody. Stej-
ně jako fotovoltaické systémy fungují
oblíbené solární panely nejúčinněji, když
je systém nasměrován na jih. Na rozdíl od
FV panelů se však solární tepelné kolekto-
ry vyznačují značnými omezeními, proto-
že fungují pouze za slunečného počasí,
což vede k výrazným tepelným ztrátám
v chladných a zatažených dnech.
Podrobněji k solárním panelům d
Ten je tvořen solárními (fotovoltaickými)
články, které mohou být tvořeny polovo-
dičovými nebo organickými prvky, jež
elektromagnetickou energii světla mění
v energii elektrickou. Přímou přeměnou
světla na elektrickou energii se dnes zabý-
vá samostatná specializace. Fotoelektrický
jev vysvětluje vznik volných elektrických
nosičů dopadem záření. Za pomoci křemí-
kových solárních panelů se daří přeměnit
v elektrickou energii zhruba až 23 % ener-
gie dopadajícího záření. Při použití organic-
kých solárních panelů vyvinutých v Izraeli
by měla být účinnost až 25 %. Teoretická
maximální účinnost pro jeden přechod je
34 % (tzv. Shockleyův –Queisserův limit).
Křemíkový solární panel d
Solární články jsou tvořeny polovodičový-
mi plátky tenčími než 1 mm. Na spodní
straně je plošná průchozí elektroda. Horní
elektroda má plošné uspořádání do tvaru
dlouhých prstů zasahujících do plochy.
Tak může na plochu svítit světlo. Povrch
solárního článku je chráněn skleněnou
vrstvou, sloužící jako antireflexní plocha.
Tak je zabezpečeno, aby do polovodiče
vniklo co nejvíce světla. Antireflexní vrstvy
se většinou tvoří napařením oxidu titanu.
Tím článek získává svůj tmavomodrý
vzhled. Jako polovodičový materiál se
používá převážně křemík. Jiné polovodi-
čové materiály, např. arsenid gallitý, sulfid
kademnatý, tellurid kademnatý, selenidy
mědi a india nebo sulfidy gallia, se zatím
zkoušejí. Krycí sklo chrání povrch solár-
ních článků i před vlivy prostředí. Účinnost
je v současnosti běžně mezi 18 a 23 %, při za-
počtení vlivu zeměpisné šířky a celoročních
teplot v ČR pak do 10 %. Při teplotě nad
25 °C klesá účinnost asi o 0,4 % na každý
stupeň Celsia.
Fotovoltaické fólie d
Jiným typem solárních článků jsou takzvané
tenkovrstvé solární články, někdy přezdíva-
né fotovoltaické fólie. Pomocí technologie,
která je principiálně shodná s inkoustovou
tiskárnou, se dají nanášet na poměrně vel-
ké plochy. Fotovoltaické fólie se dají v ši-
rokých a dlouhých pásech tisknout i na
ohebné podklady. Polovodičová vrstva je
široká jen asi jeden mikrometr.
Technologie tzv. „solárního inkoustu“ se
vyvíjí od roku 2007 například v australské
organizaci Victorian Organic Solar Cell
Consortium (VICOSC), která se skládá
z Melbournské a Monashovy univerzity
a vědecké a průmyslové výzkumné orga-
nizace CSIRO. Jedná se o levnou techno-
logii, která ovšem disponuje desetkrát niž-
ší účinností než klasické fotovoltaické
panely. Podle slov společnosti by se již br-
zy měla objevit na komerčním trhu.
Organický solární panel d
Ve stadiu výzkumu je technologie výroby
sluneční energie za pomoci fotosyntézy,
o kterou se pokoušejí izraelští vědci z Te-
lavivské univerzity. Novou technologií by
měly být geneticky zkonstruované bílkovi-
ny, které mají k výrobě elektrické energie
využívat fotosyntézu. Nové články by mě-
ly být levnější než současné křemíkové.
1 m
2
solárního panelu na křemíkové bázi
vyjde v současné době na 200 dolarů, za-
tímco stejná plocha solárního panelu z ge-
neticky zkonstruované bílkoviny (sdružení
Protein Structure Initiative, PSI) vyjde na
1 dolar. Větší má být i účinnost, která se
má zvýšit z 12–14 % u křemíkových pa-
nelů až na 25 %. Nová technologie vy-
chází z poznatků genetického inženýrství
a nanotechnologií. p
www.technikaatrh.cz
elektrotechnika
l
energetika
l
měření a regulace
11