Fotovoltaické panely:

Jak funguje solární panel: Základním principem fungování solárního panelu je fotovoltaický efekt, respektive fotoelektrický jev, který objevil už v roce 1839 Alexander Edmond Becquerel. Fotovoltaický efekt spočívá v tom, že některé materiály mají schopnost generovat elektrický proud při osvícení slunečním zářením. Hlavní složkou fotovoltaického panelu jsou fotovoltaické články, které obsahují polovodičový materiál, obvykle křemík. Sluneční záření interaguje s tímto materiálem a uvolňuje elektrony, což generuje elektrický proud. Konkrétně jde o vyřazení elektronu z jeho dráhy, a to pomocí fotonu slunečního záření. Pomocí křemíkového polovodiče jsou pohlcovány tyto fotony a naopak uvolňovány elektrony. Běžné panely pro domácnost mají účinnost při přeměně sluneční energie na energii elektrickou mezi 14 a 22 %. Teoretická maximální účinnost pro jeden přechod je 34 % (tzv. Shockleyův–Queisserův limit). Solární panely ale mají albedo nižší než povrch souše, takže vyšší absorpcí energie přispívají k oteplování planety a jejich pole vytváří tepelný ostrov Složení solárního panelu: Solární panel se skládá z několika klíčových komponentů: Solární článek: je tvořen polovodičovými plátky tenčími než 1 mm, které mají rozměr obvykle 10x10 cm. 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. 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: Povrch solárního článku je chráněn skleněnou vrstvou před vlivy prostředí, zároveň 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. 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. Životnost panelu je především dána zapouzdřením článku v panelu. Důležitou součástí je nosná konstrukce, která drží všechny komponenty pohromadě a umožňuje instalaci na různých površích. Kromě toho jsou tu ještě elektrické spoje a konvertory, které mění stejnosměrný proud produkovaný fotovoltaickými články na střídavý proud vhodný pro elektrické sítě. Typy fotovoltaických článků a jejich životnost: Existuje několik různých typů fotovoltaických článků, přičemž nejběžnějším je monokrystalický křemík. Ten je známý svou vysokou účinností, ale zároveň může být dražší. Polokrystalický křemík a tenkovrstvé články pak nabízejí různé úrovně účinnosti a nákladů. Fotovoltaické fólie: Jiným typem solárních článků jsou takzvané „thin film solar cells“ neboli 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. Jedná se o levnou technologii, která ovšem disponuje desetkrát nižší účinností než klasické fotovoltaické panely. Životnost solárního panelu: většina moderních panelů má záruku na výkon až 25 let, přičemž mnoho z nich může fungovat efektivně i déle. I po 25 letech může solární panel fungovat na 70-80 % účinnost. Fotovoltaické články se dále rozdělují podle výkonnosti od 10 W (Wattů) do 300 W. Výkonnost se ovšem odvíjí od množství slunečního svitu. Ten je velmi proměnlivý vzhledem k podnebným podmínkám, takže je nutné vyrobenou energii někam průběžně ukládat. K tomu slouží akumulátor. Díky němu tak může domácnost rovnoměrně odebírat elektřinu v jakékoliv části dne. Jeden z rozšířených mýtů tvrdí, že fotovoltaika v České republice není rentabilní kvůli omezenému množství slunečního svitu. Ve skutečnosti však v České republice může 1 kWp kapacity solárních panelů ročně vyprodukovat o něco málo více, než 1 MWh elektřiny. Ve srovnání, v jižním Španělsku je možné dosáhnout více než 1,8 MWh. Vzhledem k rostoucím cenám elektřiny se investice do fotovoltaických elektráren stává pro mnoho domácností smysluplnou, zejména s ohledem na státní dotace. Návratnost takové investice je často kratší než deset let.