Ak by v 50. rokoch minulého storočia, kedy boli fotovoltické články prvýkrát použité pri napájaní družíc, niekto povedal, že sa budú raz bežne využívať na výrobu elektriny v domácnostiach, väčšina ľudí by neveriacky krútila hlavou. Ešte pár rokov dozadu si totiž fotovoltické panely mohol dovoliť len málokto. To, čo sa však nedávno javilo ako science-fiction, je dnes dostupné prakticky pre každého.
Fotovoltika – inovácia, ktorá zmenila svet
Výskum a vývoj fotovoltiky začal naberať na obrátkach vďaka vesmírnemu programu počas 60. a 70. rokov 20. storočia. V tomto čase boli fotovoltické panely viac než tisíc násobne drahšie ako sú dnes. V bežnom živote sme sa s využitím malých prenosných fotovoltických článkov mohli stretnúť napríklad v kalkulačkách či niektorých hodinkách.
Dnes, v časoch klimatickej krízy, sa fotovoltické panely, spolu s ostatnými zariadeniami využívajúcimi obnoviteľné zdroje energie (napr. veterné či vodné elektrárne) stávajú dôležitou alternatívou k tradičným elektrárňam využívajúcim fosílne palivá.
Slnko je najdôležitejší zdroj energie na Zemi
Solárna energia je zdrojom takmer všetkej energie na Zemi. Čerpajú z nej ľudia, zvieratá a spoliehajú sa na ňu aj rastliny. Fosílne palivá tiež predstavujú hmotu, ktorá má v sebe uloženú solárnu energiu z rastlín a živočíchov, ktoré existovali na Zemi pred miliónmi rokov. Veterná energia má rovnako pôvod v energii Slnka – využíva totiž vzdušné prúdy, ktoré vznikajú zahrievaním vzduchu a rotáciou Zeme. Dokonca aj vodná energia je závislá na Slnku, ktoré ohrieva vodné hladiny, vyparená voda následne kondenzuje do mrakov a vyzráža sa na zemský povrch v podobe dažďa, ktorý zásobuje rieky, priehrady či moria.
Fotovoltika je technológia, ktorá dokáže priamo využívať slnečnú energiu. Už roky patrí k najčistejším zdrojom na výrobu elektriny vzhľadom k nízkej produkcii CO2 a ostatných skleníkových plynov.
Slnko je nekonečná zásobáreň energie
Svetlo, ktoré vidíme každý deň, je v skutočnosti iba zlomkom všetkej energie vyprodukovanej Slnkom. Planck a Einstein získali v rokoch 1918 a 1921 Nobelove ceny za svoje práce, kde ukázali, že na svetlo sa dá pozerať ako na súbor častíc energie, ktoré sa nazývajú fotóny. Fotón je vlna a zároveň aj častica. Energia fotónu je závislá od jeho vlnovej dĺžky. Prúd fotónov je dôležitý z pohľadu toho, koľko energie dopadá na konkrétne miesto. Hustotu tejto energie meriame ako W/m2.
Produkcia energie Slnka je 3.9 x 1026 Wattov. Ide o enormné číslo, hlavne keď zoberieme do úvahy, že svetová spotreba elektriny je zhruba 16 TW (1,6 x 1013 Wattov).
Uhol a azimut, pod ktorým slnečné lúče dopadajú na Zem, má vplyv na to, koľko energie nám Slnko odovzdá. Kvôli tomu máme v niektorých častiach zemegule štyri ročné obdobia a niekde iba leto alebo zimu. Zároveň to má vplyv aj na to, koľko energie sú fotovoltické panely schopné vyrobiť.
Fotovoltika je zázrak, ktorý mení slnečný svit na elektrinu
Fotovoltický článok je základným prvkom vo fotovoltike. Ide o tenký plátok vyrobený z monokryštalického alebo polykryštalického kremíka, ktorý je doplnený ďalšími prvkami.
Slnko, ktoré svieti na fotovoltický článok, produkuje zároveň prúd aj napätie, poznáme to tiež ako fotovoltický jav, pri ktorom sú elektróny uvoľňované z materiálu v dôsledku absorpcie elektromagnetického žiarenia.
Fotovoltické panely vyrábajú jednosmerný prúd, ktorý je nutné zmeniť na striedavý, aby bolo možné pripojiť elektráreň do elektrickej rozvodnej siete. Zariadenie umožňujúce túto premenu sa nazýva menič alebo tzv. invertor, striedač. V ZSE používame špičkové striedače SolarEdge s výkonovými optimizérmi, ktoré sú zároveň schopné poskytovať informácie o vlastnej výrobe elektrickej energie.
Aké výhody má fotovoltika?
S optimizérmi funguje fotovoltika efektívnejšie
Napätie jedného fotovoltického článku je približne 0,5 V až 1 V. Toto napätie je pre ďalšie bežné využitie príliš nízke, a preto sa v rôznych typoch fotovoltických systémov používa sériové alebo paralelné prepojenie článkov, a tým sa dá získať potrebné napätie.
Výkon fotovoltického článku sa určuje ako súčin prúdu a napätia. Pre každý článok existuje vlastný pracovný bod, v ktorom je jeho výkon najväčší. Tento bod je označovaný ako bod maximálneho výkonu (MPP).
V riešení od ZSE, ktoré využíva výkonové optimizéry, vyrába každý panel maximum možnej energie a nedochádza k stratám výkonu pri ostatných paneloch (napr. v dôsledku zatienenia časti panelov napadaným lístím, tieňom stromu, snehom a podobne) ako pri bežnom riešení bez optimizérov.
Pri fotovoltike neplatí, že čím vyššia teplota, tým väčší výkon
Pri dlhšie trvajúcich horúčavách a pri bezvetrí, keď teplota vzduchu dosahuje 40 °C, dochádza ku zvýšeniu povrchovej teploty panelov až na 80 °C. Pri takýchto vysokých teplotách dochádza ku zmene elektrických vlastností panelov, a tie vedú k nižšiemu napätiu, resp. k zníženému výkonu. Toto je ďalší dôvod, prečo ZSE používa fotovoltiku s optimizérmi. Tento jav funguje aj opačným smerom, tzn. pri nízkych vonkajších teplotách a dostatočnom slnečnom svite panely vyrábajú viac.
Fotovoltické panely majú životnosť až 30 rokov
Fotovoltické panely by vám na streche mali bez problémov vydržať približne 30 rokov. V priebehu času stráca fotovoltický panel postupne na účinnosti, ale ide iba o malú lineárnu stratu (cca 0,15 až 0,50 % ročne – v závislosti od kvality panelu). Fotovoltický systém si nevyžaduje údržbu, je však potrebná priebežná kontrola stavu panelov, ktoré môžu byť prekryté lístím či snehom, a môže tak dôjsť k výraznému zníženiu výkonu celého systému. My v ZSE máme v ponuke kvalitné fotovoltické panely, ktoré sú vybavené optimizérmi a taktiež máme v ponuke riešenie ZSE Fotovolt Bezstarosti, v rámci ktorého zákazníci získajú pravidelný ročný servis v cene.
Aká je návratnosť fotovoltiky?
S našimi fotovoltickými riešeniami sa zákazníci vedia dostať na návratnosť investície na úrovni približne 13 rokov. Služba Virtuálna batéria, ktorú poskytujeme našim zákazníkom ako jediný dodávateľ solárnych riešení na trhu, však skracuje návratnosť fotovoltického riešenia zhruba o 3 roky.
