Vyhľadaj šikovných profesionálov

Solárne, fotovoltaické panely

Aký je rozdiel medzi solárnymi panelmi a fotovoltaickými článkami?
Ste zmätení z rozdielu medzi solárnymi panelmi a fotovoltaickými článkami? Napriek tomu, že sú často zameniteľné, solárne panely a fotovoltaické články sú dve veľmi odlišné časti vášho solárneho systému. Ak chcete zistiť rozdiel medzi nimi a ako správne používať dané výrazy, čítajte ďalej.

Úloha fotovoltaických článkov

Najskôr preskúmame úlohu fotovoltaických článkov v solárnom systéme. Solárne články vyrábajú elektrinu prostredníctvom fotovoltaického efektu, kedy slnečné svetlo vytvára elektrinu v určitých materiáloch uvoľnením svojich vonkajších elektrónov.

Bez toho, aby to bolo príliš technické, môžu byť fotovoltaické články vyrobené buď z monokryštalického, alebo polykryštalického materiálu a pozostávajú z niekoľkých vrstiev, z ktorých najdôležitejšie sú dva polovodiče v strede. Vrchný polovodič je negatívna vrstva, pretože atómy materiálu obsahujú ďalšie elektróny, ktoré nesú negatívny náboj. Naopak, spodný polovodič je pozitívna vrstva, pretože v atómoch materiálu chýbajú elektróny.

Keď slnečné svetlo dopadne na horný polovodič, voľné elektróny sa vzrušia, uvoľnia sa a potom priťahujú k pozitívnej vrstve pod nimi. Medzi týmito dvoma vrstvami sa vytvára bariéra, pretože vodiče v oboch vrstvách nútia elektróny prechádzať okolo bunky a vytvárať elektrický prúd.

Vodiče potom tento prúd vytlačia z článku do elektrickej záťaže, ktorá zachytáva energiu, ktorú vyrobil fotovoltaický článok. Elektróny nakoniec znova vstúpia do bunky a proces sa opakuje.

Úloha solárnych panelov

Keďže fotovoltaické články generujú iba obmedzené množstvo energie, je k vytvoreniu solárneho panelu pripojených veľa článkov. Viaceré solárne články spolupracujú a generujú vyššie prúdy, a teda viac energie.

Okrem toho, spojením viacerých článkov dohromady, panel slúži ako ochranné puzdro pre existenciu článkov. To znamená, že solárne články sú menej náchylné na poškodenie vonkajšími faktormi, vrátane nepriaznivého počasia, ako je napríklad krupobitie *.

Jednosmerná elektrina generovaná solárnymi panelmi sa potom nasmeruje do centrálneho invertora (alebo mikro invertora, v závislosti od nastavenia vášho systému), kde sa prevedie na striedavú elektrinu, ktorú môže váš dom a spotrebiče používať.

Počet buniek na vašom paneli bude závisieť od konkrétnej značky a veľkosti, ktorú si vyberiete, hoci bežných je 60 a 72 buniek na jednom paneli.

Ďalším pojmom, s ktorým ste sa mohli stretnúť, je fotovoltaické pole, ktorým sa jednoducho označuje systém, ktorý sa skladá z viacerých FV panelov.

Fotovoltaický systém ako celok

Ako vidíte, fotovoltaické články a panely sú integrálnou a úzko prepojenou súčasťou solárneho systému. Fotovoltaické články sú hlavnou zložkou, ktorá tvorí solárny panel, zatiaľ čo solárne panely sú dôležitou zložkou, ktorá tvorí solárny systém.

Zatiaľ čo jediný fotovoltaický článok je schopný sám premieňať slnečné svetlo na elektrinu, je nevyhnutné, aby panel kombinoval a smeroval energetický výstup mnohých článkov do vášho invertora a domácnosti.

* To je jeden z mnohých dôvodov, prečo je také dôležité investovať do kvalitného solárneho panelu. Ak sa použije nekvalitný plast alebo sa výrobný proces vykonáva na strojoch nízkej kvality, alebo ručne, môže dôjsť k procesu nazývanému delaminácia. To znamená, že sa spojenie medzi plastom a sklom oddeľuje, čo umožňuje prenikaniu vlhkosti a vzduchu do panelu, čo spôsobuje koróziu a nevyhnutne úplnú poruchu systému.

Ako fungujú solárne panely?

Keď hovoríme o solárnych paneloch, je dôležité rozlišovať medzi dvoma hlavnými typmi:

•    Fotovoltaické panely, ktoré vyrábajú elektrinu
•    Solárne panely, ktoré sa používajú na vykurovanie

Solárne fotovoltaické panely
Fotovoltaické systémy (PV) sú bežne používanými systémami solárnych panelov. Fotovoltaické systémy premieňajú slnečné svetlo priamo na elektrinu.

Solárne články sú vyrobené z polovodičov, napríklad z kremíka, ktoré absorbujú slnečné svetlo a premieňajú ho na elektrinu.

Solárne články sú spojené elektricky a zabalené do rámu, ktorý sa bežne nazýva solárny panel. Keď spojíte viac solárnych panelov dohromady, vytvoria solárne pole. A keď pridáte kabeláž, konzoly, invertor atď., celý systém vytvorí solárny panel.

Elektrické vodiče sú pripojené k kladným a záporným svorkám, čím vytvárajú elektrický obvod. Odtiaľ môžu byť elektróny zachytené vo forme elektrického prúdu (elektriny). Tento prúd spolu s napätím článku (ktoré je výsledkom jeho zabudovaného elektrického poľa alebo polí) definuje výkon (alebo príkon), ktorý môže solárny článok produkovať, a to, ako solárne panely premieňajú slnečné svetlo na elektrinu.

Samostatné FV systémy pripojené k sieti
Systémy pripojené k sieti využívajú miestnu rozvodnú sieť, aby vám zaistili, že nikdy nebudete bez elektriny. Ak váš domáci solárny panel vyrobí za deň viac elektriny, ako vaša domácnosť vyžaduje, je možné túto prebytočnú energiu exportovať späť do národnej siete. Na druhej strane, ak potrebujete viac elektriny, ako vyrobili vaše solárne panely, môže ju dodať sieť.

Samostatné FV systémy nie sú pripojené k sieti, ale nabíjajú solárny systém. Tieto batérie ukladajú elektrinu generovanú vašimi panelmi. Na prevádzku vašich spotrebičov sa použije akumulovaná elektrina z týchto batérií. Samostatné systémy sa používajú v oblastiach, ktoré nemožno pripojiť k sieti, a sú zvyčajne nákladnejšie ako systémy pripojené k sieti, pretože solárne batérie sú stále dosť drahé.

Systémy skladovania solárnych batérií
Solárne batérie ukladajú elektrinu vyrobenú slnečnou energiou a umožňujú vám ju využívať aj večer, keď vaše solárne panely elektrinu nevyrábajú. Môžete využiť solárne batérie bez ohľadu na to, či ste pripojení k sieti alebo nie.

Náklady na systém skladovania solárnych batérií nie sú nízke, pohybujú sa od 1 360 do 6 800 eur, v závislosti od veľkosti a kapacity. Technologický pokrok však rok čo rok vedie k novým riešeniam a pravdepodobne povedie k zníženiu cien solárnych batérií.

Solárne tepelné kolektory
Solárne termálne panely využívajú slnečné svetlo na ohrev vody, ktorá je uložená vo valci, ktorý potom môžete použiť na vykurovanie domu. Solárne tepelné panely sú namontované na streche, rovnako ako solárne FV panely, ale vyzerajú mierne odlišne, pretože namiesto článkov majú viac potrubí, ktoré ohrievajú vodu. Príbuznou technológiou sú termodynamické panely, ktoré extrahujú teplo z okolitého vzduchu.

Na vykurovanie priestorov sa dajú použiť solárne termálne aj termodynamické panely, ktoré však najčastejšie zabezpečujú potreby teplej úžitkovej vody pre domácnosti.

Sú solárne panely účinné?

Solárne panely sú veľmi efektívne. Aj keď je účinnosť solárnych panelov vyššia za slnečných dní, na svoju prácu nepotrebujú priame slnečné svetlo. Solárne panely môžu tiež produkovať značné množstvo elektriny v zamračených dňoch a počas zimnej sezóny.

V skutočnosti sú solárne panely vhodnejšie v chladnejších oblastiach. Solárne panely sa môžu v horúcich krajinách prehriať, a to znižuje ich účinnosť. Preto je počasie v našich zemepisných šírkach ideálne na to, aby solárne panely fungovali optimálne.

Solárne panely sú účinné aj v krajinách, kde veľa sneží

Jav známy ako „albedo efekt“ spôsobuje, že solárne panely sú vysoko účinné aj v zasneženom podnebí. Biela farba snehu odráža slnečné svetlo, a preto je možné vyrobiť viac elektriny. Aby mohol systém fungovať, je treba zo solárnych panelov najskôr odpratať sneh. Ak sú vaše panely čímkoľvek zakryté, zníži sa ich účinnosť.
Typický komerčný solárny modul má účinnosť 15 – 20 %. Jednou z dôležitých úloh FV priemyslu je zlepšiť účinnosť solárnych modulov a zároveň znížiť náklady za článok.

Prirodzene existuje veľa faktorov, ktoré môžu ovplyvniť účinnosť solárnych panelov, od typu solárnych panelov po rybárčenie a sezónnosť.

4 faktory ovplyvňujúce účinnosť solárnych panelov

Určite chcete maximalizovať účinnosť solárnych panelov, aby ste čo najlepšie využili svoje investície do nich a znížili svoje výdavky za účty za energie. Kľúčovými faktormi, ktoré je potrebné vziať do úvahy, sú umiestnenie, sklon, smer, vhodnosť strechy, veľkosť systému solárnych panelov a správna údržba.

Poloha, uhol a smer
Je FV systém umiestnený a sklonený tak, aby solárne články mohli zachytávať maximálne množstvo slnečného žiarenia? Ideálne je zabezpečiť, aby boli vaše solárne panely vystavené slnečnému žiareniu od 9:00 do 15:00.

Posúdenie vhodnosti vašej strechy na umiestnenie solárnych panelov je zásadným krokom pri určovaní účinnosti systému. Orientácia a uhol vašej strechy majú veľa spoločného s tým, koľko slnečného žiarenia vaše panely dostanú.

Optimálny smer pre solárne panely je smerom na juh, čo by znamenalo, že panely sú čo najdlhšie vystavené slnečnému žiareniu.
Ak vaša strecha nemá optimálnu orientáciu a uhol, môžete na ňu nainštalovať konzoly, aby ste mierne upravili uhol. Nechajte to však posúdiť certifikovaným inštalatérom MCS.

Ak je umiestnenie domu neoptimálne (napr. má čiastočné tienenie stromami alebo zvláštny uhol strechy), môže majiteľ domu maximalizovať elektrinu zo svojho poľa pomocou mikroinvertorov alebo jednosmerných optimalizátorov namiesto bežných invertorov, ktoré sú výhodnejšie pre veľké solárne farmy. Väčšina používateľov solárnych inštalácií ponúka jednu alebo obe z týchto možností, pretože sa tak vyhne stratám pri čiastočnom zatienení. Môžete tiež použiť program Google Sketchup a zistiť tak, aké veľké sú stromy pri vašom dome.
  
Vhodnosť strechy
Pri zvažovaní solárnych panelov na vašu strechu je dôležité vziať do úvahy, či je strecha dostatočne pevná, aby uniesla váhu solárneho systému. Napríklad systém s výkonom 4 kW má zvyčajne 16 panelov s výkonom 250 W, čo predstavuje celkovú hmotnosť približne 280 kg.

V dnešnej dobe je väčšina materiálov vhodná na udržanie solárnych panelov – iba bridlicové a drevené strechy môžu byť príliš krehké.

Okrem toho zvážte, či je vaša strecha dostatočne veľká, aby na nej boli solárne panely. Okolo vašich solárnych panelov budete potrebovať najmenej 30 cm priestoru, takže to musíte zohľadniť pri výpočte toho, koľko strešného priestoru máte. Napríklad systém 4kW so 16 panelmi vyžaduje strešný priestor s rozlohou najmenej 29 m².

Požiadavky na strechu so solárnymi panelovými systémami

Veľkosť systému solárnych panelov
Solárne články majú rôzne druhy rôznych tvarov a veľkostí. Čím je systém solárnych panelov väčší, tým viac elektriny sa vyrába. Po vypočítaní vašich energetických potrieb získate lepšiu predstavu o tom, aký veľký panel potrebujete.

O monokryštalických paneloch je známe, že sú najefektívnejším typom solárnych panelov na trhu, čo znamená, že na výrobu takého množstva elektriny, ako by to vyžadoval polykryštalický systém, budete potrebovať menej panelov (a teda menej strešného priestoru).

Údržba
Je dôležité vykonávať správnu údržbu solárnych panelov, aby sa maximalizovala životnosť vášho systému. Našťastie solárne panely nevyžadujú po celú dobu svojej životnosti (25 – 30 rokov) veľkú údržbu.

Panely nechajte pravidelne kontrolovať inštalatérom alebo iným certifikovaným poskytovateľom služieb. Ak to urobíte sami, môžete stratiť záruku v prípade, že by ste pri tom panely poškodili.

Avšak, čo môžete urobiť sami, je zabezpečiť, aby boli vaše panely vždy čisté. To zahŕňa odstránenie lístia a konárov zo systému solárnych panelov a ich opláchnutie záhradnou hadicou – vyvarujte sa ich bezprostredného dotýkania.

Koľko solárnych panelov potrebujete?

Systém solárnych panelov s výkonom 4 kW by vyžadoval približne 16 solárnych panelov s výkonom 250 W, zatiaľ čo systém s výkonom 5 kW obsahuje 20 solárnych panelov.

Koľko solárnych panelov potrebujete na napájanie domácnosti, závisí od niekoľkých vecí:

•    vaša súčasná spotreba elektriny,
•    vaše energetické ciele (koľko zo spotreby plánujete pokryť),
•    kapacita vašej strechy,
•    počet hodín slnečného svitu vo vašej oblasti.

Keďže sa tieto faktory líšia od domu k domu, je dôležité každú domácnosť zhodnotiť individuálne.