Elektrovoltaika – ako funguje?

Zistite, ako funguje elektrovoltaický panel, ako premieňa slnečné svetlo na energiu a ako ju možno využiť na napájanie domácich spotrebičov.

Čo sú solárne (elektrovoltaické) panely?

Solárne panely predstavujú technológiu, ktorá umožňuje premeniť slnečné žiarenie priamo na elektrickú energiu. Ľudia si stále viac uvedomujú, aké problémy môže priniesť neustála závislosť na fosílnych palivách, a preto začali využívať slnečnú energiu. Slnečné žiarenie nám totiž dáva možnosť získať elektrinu bez škodlivých emisií a v nevyčerpateľnom množstve.

Dôraz na nové technológie navyše predstavuje rozvoj spoločnosti a naviazanie ekonomiky na nové odbory a pracovné príležitosti. To znamená, že solárne panely nesú oveľa širší potenciál, než je ten ekologický. Solárne panely sú symbolom našej snahy o udržateľnosť a zároveň ponúkajú konkrétne riešenie v podobe čistej elektriny, ktorú môžu vyrábať aj bežné domácnosti.

Ako funguje solárny panel

Základným princípom fungovania solárneho panelu je fotovoltaický efekt, respektíve fotoelektrický jav, ktorý objavil už v roku 1839 Alexander Edmond Becquerel.

Fotovoltaický efekt spočíva v tom, že niektoré materiály majú schopnosť generovať elektrický prúd pri osvietení slnečným žiarením. Hlavnou zložkou fotovoltaického panelu sú fotovoltaické články, ktoré obsahujú polovodičový materiál, obvykle kremík. Slnečné žiarenie interaguje s týmto materiálom a uvoľňuje elektróny, čo generuje elektrický prúd. Konkrétne ide o vyradenie elektrónu z jeho dráhy, a to pomocou fotónu slnečného žiarenia. Pomocou kremíkového polovodiča sú pohlcované tieto fotóny a naopak uvoľňované elektróny.

Bežné panely pre domácnosť majú účinnosť pri premene slnečnej energie na energiu elektrickú medzi 14 a 22 %.

Zloženie solárneho panelu

Solárny panel sa skladá z niekoľkých kľúčových komponentov. Okrem fotovoltaických kremíkových článkov je to aj vrchné krycie sklo alebo v spodnej časti plast, ktorý chráni články pred vonkajšími vplyvmi. Dôležitou súčasťou je nosná konštrukcia, ktorá drží všetky komponenty pohromade a umožňuje inštaláciu na rôznych povrchoch. Fotovoltaický panel totiž obsahuje hneď niekoľko kremíkových článkov, ktoré majú rozmer obvykle 10×10 cm, čo by na výrobu elektrickej energie nestačilo, takže je nutné ich spojiť do jedného panelu.

Okrem toho sú tu ešte elektrické spoje a invertory, ktoré menia jednosmerný prúd produkovaný fotovoltaickými článkami na striedavý prúd vhodný pre elektrické siete.

Typy elektrovoltaických článkov a ich životnosť

Existuje niekoľko rôznych typov elektrovoltaických článkov, pričom najbežnejším je monokryštalický kremík. Ten je známy svojou vysokou účinnosťou, ale zároveň môže byť drahší. Polokryštalický kremík a tenkovrstvové články ponúkajú rôzne úrovne účinnosti a nákladov.

Čo sa týka životnosti solárneho panelu, väčšina moderných panelov má záruku na výkon až 25 rokov, pričom mnoho z nich môže fungovať efektívne aj dlhšie. Aj po 25 rokoch môže solárny panel fungovať na 70-80% účinnosti.

Fotovoltaické články sa ďalej rozdeľujú podľa výkonnosti od 10 W (Wattov) do 700 W. Výkonnosť sa však odvíja od množstva slnečného svitu. Ten je veľmi premenlivý vzhľadom na podnebné podmienky, takže je nutné vyrobenú energiu niekam priebežne ukladať. Na to slúži akumulátor. Vďaka nemu tak môže domácnosť rovnomerne odoberať elektrinu v akejkoľvek časti dňa.

Slnečný svit v Slovenskej republike

Jeden z rozšírených mýtov tvrdí, že fotovoltaika v Slovenskej republike nie je rentabilná kvôli obmedzenému množstvu slnečného svitu. V skutočnosti však na Slovensku môže 1 kWp výkonu solárnych panelov ročne vyprodukovať 1,1 MWh elektriny. V porovnaní, v južnom Španielsku je možné dosiahnuť viac ako 1,8 MWh.

Vzhľadom na rastúce ceny elektriny sa investícia do fotovoltaických elektrární stáva pre mnoho domácností zmysluplnou, najmä s ohľadom na štátne dotácie. Návratnosť takejto investície je často kratšia ako desať rokov.

Kedy si zaobstarať solárnu elektráreň?

Obstaranie fotovoltaických panelov alebo solárnej elektrárne sa všeobecne odporúča domácnostiam, ktoré majú spotrebu od 2,5 MWh elektriny ročne. Potom už je možné o inštalácii týchto technológií uvažovať v závislosti od typu nehnuteľnosti, geografických podmienok a potrebách domácnosti.

Skratky a veličiny:

FVE je skratka pre fotovoltaickú elektráreň.

W (Watty) sú jednotky, ktorými sa meria výkonnosť fotovoltaických článkov.

kWp (kilowatt-peak) sú jednotky, ktorými sa meria výkonnosť fotovoltaických článkov alebo celej solárnej elektrárne za plného slnečného žiarenia. 1 kWp slnečnej energie = 1 kWh elektrickej energie.

Solárne panely v domácnosti

Solárne panely môžu napájať rôzne domáce spotrebiče, elektroniku a osvetlenie. V porovnaní fotovoltaických panelov s tradičnými zdrojmi energie, ako sú fosílne palivá, ukazuje solárna energia niekoľko kľúčových výhod. Po prvé, slnečná energia je obnoviteľným zdrojom, čo znamená, že je nevyčerpateľná a šetrná k životnému prostrediu. Fosílne palivá majú negatívny vplyv na kvalitu ovzdušia, prispievajú ku globálnemu otepľovaniu a sú vyčerpateľné.

Výroba elektriny z fotovoltaických panelov môže byť navyše decentralizovaná, čo znamená, že jednotlivé domácnosti a budovy môžu produkovať vlastnú energiu. To zvyšuje energetickú nezávislosť. Kľúčovou výhodou fotovoltaických panelov je teda ich schopnosť generovať elektrickú energiu priamo na mieste spotreby.

A ako v praxi funguje elektrovoltaika v domácnosti? Všetky spotrebiče a elektronika sú napájané striedavým prúdom zo striedača.

Využitie solárnej energie

Tým najzákladnejším sú solárne panely, ktoré sa využívajú predovšetkým na napájanie elektrického bojlera na ohrev vody a bežných domácich spotrebičov. Ide o najlacnejší variant, ktorého investícia sa domácnosti vráti obvykle do 7 rokov.

Ďalším variantom je solárna elektráreň s akumuláciou. Čím je väčšia, tým je aj investícia vyššia kvôli veľkosti batériového úložiska. Vďaka solárnej elektrárni je ale možné využiť elektrinu pre vlastnú spotrebu bez závislosti na distribučnej sieti. Ak navyše domácnosť vyrobí dostatok energie, môže ju do siete dokonca aj predávať.

V súčasnosti sa tiež na trhu objavujú balkónové solárne zostavy, ktoré môžu vyrobiť až 400 kWh elektrickej energie ročne. Inštalácia takého systému, ktorý sa dá zaobstarať medzi 200 a 1500€, však nespĺňa podmienky distribučných spoločností ani podmienky dotačného programu Zelená domácnostiam.

Domáca solárna elektráreň

Pokiaľ sa rozhodnete pre inštaláciu solárnych panelov na svojom dome, je dôležité vziať do úvahy niekoľko faktorov. Zahrňte do toho množstvo slnečného žiarenia v oblasti, dostupnú plochu na inštaláciu, svoje energetické potreby a tiež finančný rozpočet. Pri výbere solárnych panelov sa odporúča zamerať sa na účinnosť, záruku a renomé výrobcu. Dôveryhodná firma (fotovoltika pre firmy) by mala byť schopná poskytnúť kvalitnú inštaláciu a servis, vrátane administrácie štátnej dotácie z programu Zelená domácnostiam.

Na firmu je dobré sa pýtať nielen vlastných známych. Stretnúť sa môžete totiž aj s tým, že si nikto fotovoltaiku inštalovať nenechal, takže musíte zbierať referencie inde. Najlepším nástrojom je internet. Jednak spokojní alebo nespokojní zákazníci často píšu svoje referencie a hodnotenia verejne, ale tiež existujú portály, kde profesionálnu firmu vyberiete oveľa jednoduchšie, napríklad v zozname zhotoviteľov na stránke zelenadomacnostiam.sk.
Jedným z expertov na trhu je práve Servis Profi s.r.o. Piešťany, ktorá prudko expanduje na severozápade Slovenska a ponúka najrôznejšie výhody v oblasti fotovoltaických inštalácií.

Výhody fotovoltaického riešenia sú nasledujúce:

Inštalácia špičkových systémov: Poskytuje kompletné technické riešenia od značiek Huawei a GoodWe. Na všetky komponenty ponúka predĺženú záruku. (oplati sa fotovoltaika?)

Výhodný odkup: Prebytky elektriny sa vykupujú za jednu z najlepších cien na trhu vo výške 90 € za MWh.

Profesionalita: Špecializovaný tím sa postará o celý proces zákazky, počnúc návrhom, cez administratívne práce a inštaláciu, až po konečnú odbornú kontrolu a pripojenie k elektrickej sieti. To všetko je doplnené o vybavenie dotácií. Fotovoltaika na ohrev vody.