FVE_ucinnost_c.qxd
12.3.2023
19:28
Page 61
elektrotechnika l energetika l měření a regulace
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
d
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 kolekto-
ry 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
d
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
d
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
d
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
1 dolar. 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.
p
www.technikaatrh.cz
61