Fotovoltaika
Historie a předpokládaný vývoj
Fotoelektrický jev byl objeven v roce 1839 francouzským fyzikem Alexandrem Edmondem Becquerelem. V roce 1905 se Albertu Einsteinovipodařilo fotoelektrický jev vysvětlit, za což v roce 1921 získal Nobelovu cenu za fyziku. Fotovoltaické články našly první praktické použití koncem padesátých let pro napájení družic ve vesmírném programu. Vzhledem k roustoucí ceně elektrické energie, vzhledem k tlaku na obnovitelné zdroje a ekologii, a vzhledem k posunu v oblasti technologií je v dnešní době fotovoltaika na strmém vzestupu - aktuálně je třetím nejdůležitějším zdrojem energie z obnovitelných zdrojů. Je naprosto evidentní, že podíl fotovoltaiky bude nadále růst - jedinou otázkou je jak rychle...
Základní princip fotovoltaiky
Fotovoltaika je metoda přímé přeměny slunečního záření na stejnosměrný elektrický proud s využitím fotoelektrického jevu na velkoplošných polovodičových fotodiodách (solárních článcích).Fotony slunečního záření dopadají na rozhraní polovodiče P polovodiče N a svou energií vyrážejí elektrony z valenčního pásu do pásu vodivostního. Takto vznikají volné elektrony - respektive vzniká jednosměrný elektrický proud. Měnič (střídač) transformuje jednosměrný elektrický proud na střídavý. Solární články se sériově propojují do větších panelů a umísťují se mezi ochranné vrstvy (sklo nebo plastová fólie).
Typy fotovoltaických systémů
Prvním typem je tzv. ostrovní, autonomní (OFF GRID) systém - není napojený do elektrické sítě a veškerá vyprodukovaná elektřina slouží k vlastní spotřebě. Opakem tohoto typu je tzv. ON GRID systém - který je napojen na distribuční síť a distributor vykupuje/a zpětně prodává elektřinu (dnes je to varianta virtuální baterie ČEZu nebo E.ONu). Kombinace těchto systémů se nazývá HYBRIDNÍ SOLÁRNÍ ELEKTRÁRNA - primárně pracuje s vlastním úložištěm vygenerované elektrické energie a pouze případný přebytek / respektive nedostatek zálohuje distribuční soustava. OFF GRID systém je vhodné řešení do míst, která nejsou napojena na distribuční soustavu (těžce dostupné nemovitosti, chaty, apod.). Nevýhodou tohoto systému je horší možnost vykrytí špiček produkce/spotřeby, která je plně závislá na maximální kapacitě baterie. ON GRID sytém je plně závislý na napojení na distribuční síť. Je jednoduchý a vstupní investice je řádově o 1/3 nižší, nicméně dříve, nebo později narazí na efektivitu transakce PRODEJ - NÁKUP elektrické energie. Je logické, že dlouhodobě nejefektivnější je hybridní systém, který v sobě kombinuje výhody ON a OFF GRID systému. Navíc, velkou přidanou HYBRIDNÍHO SYSTÉMU je bezpečnost: záloha v případě poruchy dodávky elektřiny od distributura a současně připojení na distrubutora v případě výpadku solárního systému. Pro hybdridní systém navíc mluví i perpektiva toho, že nadprodukci (přetoky) bude možno obchodovat.
Výkon fotovoltaické elektrárny
Výkon fotovotlaického panelu se vyjadřuje v jednotce kWp (Kilowatt-peak). Je to jednotka špičkového výkonu fotovoltaického panelu, což je výkon odpovídající standardním testovacím podmínkám (defacto se jedná o maximální možný výkon). Výkon fotovoltaické elektrárny je v podstatě dán dvěma základními faktory. Prvním faktorem jsou instalované komponenty (respektive instalované fotovoltaické panely), druhým faktorem je sluneční svit. Z pohledu prvního faktoru - fotovoltaických panelů - záleží výkon na typu a rozměru panelu a na způsobu instalace (orientace, sklon apod.). Z pohledu druhého faktoru - slunečního svitu, se jedná o to, kolik "slunce" dopadne na panel - jak jsou panely zastíněné, jak jsou čisté a především na tom, jak v dané období svítí slunce. Skutečný výkon záleží na všech možných aspektech reálného života a je logicky nižší - jak z důvodu skutečného umístění panelů, tak z pohledu místního klima, tak z pohledu denního a ročního cyklu slunečního svitu a - ale pokud jsou panely instalovány dobře, tak se můžeme u deklarovaného výkonu 1 kWp pohybovat kolem 950 kWh elektrické energie / rok. Z pohledu orientace / sklonu a zažitého dogma o ideální orientaci na JIH: při orientaci na jih je výkon nejvyšší, ale na druhou stranu orientace na VÝCHOD a ZÁPAD je efektivnější (sice ztratíme cca 10% výkonu, ale více vyrábíme dříve ráno a později večer, což koresponduje s tím, že většinu energie potřebujeme ráno a večer). Ideální sklon panelů je 30° - ale pokud je střecha se sklonem 15°, tak nemá smysl řešit složitou konstrukci a úhel měnit.
