Technika a trh

FVE_ucinnost_c.qxd

27.2.2023

19:27

Page 53

elektrotechnika l energetika l měření a regulace

Monokrystalický

nebo polykrystalický

panel? Jaký

vybrat?

Pro výrobu fotovoltaických panelů se používá buď monokrystalický, nebo polykrystalický křemík, ze kterého jsou vyrobeny

jednotlivé články. Sérioparalelním zapojením těchto článků vznikají FV panely.

V tomto textu si vysvětlíme základní rozdíly, mezi oběma nejběžnějšími druhy.

Monokrystalický článek se vyrábí tažením

monokrystalu z taveniny, polykrystalický se

vyrábí metodou lisování rozdrceného křemíku. Výroba polykrystalických panelů je

jednodušší a tedy levnější.

U monokrystalických panelů se udává,

že mají nepatrně vyšší účinnost při přímém osvitu sluncem, tedy například v létě, 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 využít nepřímého osvitu. Opět se však pohybujeme řádově 1–2% výkonu.

U malých FVE do výkonu 1kW nemá příliš význam řešit, zda je lepší mono nebo

polykrystalický panel, rozdíly jsou zcela zanedbatelné v jednotkách procent. V rámci

celoročního použití jsou si obě technologie zcela rovnocenné.

Doporučení: Pokud víte, že budete solární panel používat převážně od jara do

podzimu, je pro vás nepatrně výhodnější

monokrystalický panel. Pokud budete potřebovat co nejvíce výkonu zejména v zimě resp. celoročně, je pro vás nepatrně

vhodnější polykrystalický panel. V rámci

zefektivnění výkonu celé solární sestavy je

spíše vhodné se zaměřit na kvalitní komponenty, velikost panelu, dostatečně naddimenzovanou kabeláž, pořízení účinného MPPT regulátoru, zajištění správného

sklonu a orientace FV panelů a udržování

panelů v čistotě.

Fotovoltaické panely

a solární panely – rozdíly

Fotovoltaické systémy a solární tepelné kolektory jsou již nějakou dobu široce používány, mnoho potenciálních investorů si tyto 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 určených pro tento konkrétní účel. Další podobností mezi těmito dvěma řešeními je

to, že využívají solární energii .

Tady však podobnosti končí, protože solární tepelná energie je absorbována

těmito dvěma systémy pro zcela odlišné

účely. Fotovoltaické panely jsou instalovány pro přeměnu tepelné energie na elektřinu, zatímco 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 sluneční záření, které dopadá na absorbér,

který předává energii médiu, obvykle roztoku vody a glykolu. Médium zásobuje výměník teplem ve formě horké vody. Stejně jako fotovoltaické systémy fungují

oblíbené solární panely nejúčinněji, když

je systém nasměrován na jih. Na rozdíl od

FV panelů se však solární tepelné kolektory vyznačují značnými omezeními, protože 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 polovodičovými nebo organickými prvky, jež

elektromagnetickou energii světla mění

v energii elektrickou. Přímou přeměnou

světla na elektrickou energii se dnes zabývá samostatná specializace. Fotoelektrický

jev vysvětluje vznik volných elektrických

nosičů dopadem záření. Za pomoci křemíkových solárních panelů se daří přeměnit

v elektrickou energii zhruba až 23 % energie dopadajícího záření. Při použití organických 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

Solární články jsou tvořeny polovodičovými 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 polovodičové materiály, např. arsenid gallitý, sulfid kademnatý, tellurid

kademnatý, selenidy

mědi a india nebo sulfidy gallia, se zatím

zkoušejí. Krycí sklo chrání povrch solárních článků

i před vlivy prostředí. Účinnost je v současnosti běžně

mezi 18 a 23 %, při započtení 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

Jiným typem solárních článků jsou takzvané

tenkovrstvé solární články, někdy přezdívané fotovoltaické fólie. Pomocí technologie,

která je principiálně shodná s inkoustovou

tiskárnou, se dají nanášet na poměrně velké plochy. Fotovoltaické fólie se dají v širokých 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 organizace CSIRO. Jedná se o levnou technologii, která ovšem disponuje desetkrát nižší účinností než klasické fotovoltaické

panely. Podle slov společnosti by se již brzy měla objevit na komerčním trhu.

Organický solární panel

Ve stadiu výzkumu je technologie výroby

sluneční energie za pomoci fotosyntézy,

o kterou se pokoušejí izraelští vědci z Telavivské univerzity. Novou technologií by

měly být geneticky zkonstruované bílkoviny, které mají k výrobě elektrické energie

využívat fotosyntézu. Nové články by měly být levnější než současné křemíkové.

1 m2 solárního panelu na křemíkové bázi

vyjde v současné době na 200 dolarů, zatímco stejná plocha solárního panelu z geneticky zkonstruované bílkoviny (sdružení

Protein Structure Initiative, PSI) vyjde na

25 Kč. Větší má být i účinnost, která se

má zvýšit z 12–14 %

u křemíkových panelů

až na 25 %. Nová

technologie vychází

z poznatků genetického inženýrství a nanotechnologií.