Solární energie se v posledních letech stává stále populárnější, a to nejen díky její ekologické šetrnosti, ale také díky vysokým úsporám, které v dlouhodobém horizontu přinese. Tento článek vám představí všechny klíčové komponenty, které tvoří fotovoltaickou elektrárnu, včetně jejich detailnějšího popisu. Začneme od základních fotovoltaických panelů a projdeme se až k pokročilým systémům pro ukládání energie.
Fotovoltaické panely
Panel je klíčovým prvkem fotovoltaické elektrárny. Jeho úkolem je přeměnit sluneční světlo, které dopadá na povrch panelu, na elektrický proud. Toho dosahuje díky speciálním materiálům, které jsou schopny využít energii slunečního záření.
Fotovoltaický panel je tvořen mnoha jednotlivými solárními články, které jsou propojeny do série či paralelně, aby bylo možné dosáhnout požadovaného výkonu a napětí. Každý solární článek je tvořen dvěma vrstvami polovodičového materiálu, zpravidla křemíku, který je schopen vytvořit elektrický proud pod vlivem slunečního světla.
Fotovoltaický panel vyrábí stejnosměrný proud (DC), který se musí přeměnit na střídavý proud (AC), aby byl kompatibilní s většinou zařízení, která používáme v domácnostech. Tuto změnu provádí další klíčový prvek fotovoltaické elektrárny, který je známý jako – měnič (střídač).
Kromě solárních článků se v fotovoltaickém panelu nachází také několik dalších prvků, které pomáhají jeho fungování:
- Krycí sklo: Chrání solární články před poškozením povětrnostními vlivy a zajišťuje optimální dopad slunečního světla.
- Rám: Poskytuje mechanickou stabilitu panelu.
- Izolace: Zabraňuje úniku elektrického proudu.
- Zadní vrstva: Dále chrání solární články a zajišťuje jejich izolaci.
Fotovoltaické panely lze propojit do série, nebo paralelně pro zvýšení výkonu nebo napětí systému. Sériové propojení zvyšuje celkové napětí systému, zatímco paralelní propojení zvyšuje celkový výkon.
Výkon je množství energie, které fotovoltaický panel může vygenerovat za jednotku času. U fotovoltaických panelů se výkon měří ve wattech (W) a jeho maximální hodnota (při ideálních podmínkách) je uvedena jako maximální výstupní výkon (Wp), nebo „peak power“ (Pmax). V praxi skutečný výkon závisí na mnoha faktorech, jako je intenzita a úhel dopadajícího slunečního světla, teplota a stav panelu.
Napětí je rozdíl v elektrickém potenciálu mezi dvěma body v obvodu a je to to, co „pohání“ elektrický proud obvodem. U fotovoltaických panelů se napětí (vyjádřené ve voltech, V) mění v závislosti na intenzitě světla a teplotě, ale každý panel má určité maximální napětí, které může dosáhnout.
Měnič, neboli střídač
Jak jsme již zmínili, fotovoltaické panely vyrábějí stejnosměrný proud (DC), ale většina domácností a elektrických zařízení používá střídavý proud (AC). Takže abychom mohli energii z fotovoltaické elektrárny v domácnostech efektivně využít, musíme ji změnit.
Zde do hry vstupuje měnič, neboli střídač, což je zařízení, které přijímá stejnosměrný proud z panelů a přeměňuje ho na střídavý prostřednictvím procesu zvaného invertace. Tento proces zahrnuje změnu polarit stejnosměrného proudu tak, aby vytvořil vlnový tvar střídavého proudu. To se děje prostřednictvím rapidního přepínání směru proudu, což vytváří sinusovou vlnu, která je charakteristická pro střídavý proud.
Další důležité komponenty fotovoltaického systému
Kromě panelů a měniče fotovoltaický systém také zahrnuje několik dalších důležitých komponent, které pomáhají zajistit jeho bezpečné a efektivní fungování.
Kabely
Kabely propojují jednotlivé komponenty fotovoltaického systému a umožňují přenos elektrické energie mezi nimi. Musí být odolné vůči povětrnostním vlivům a musí být schopné vést adekvátní proud bez přehřívání.
Přepěťová ochrana
Přepěťová ochrana je důležitá pro ochranu fotovoltaického systému před případnými poškozeními způsobenými přepětím, které může vzniknout například během bouřky.
Jističe
Jističe chrání elektrický obvod před přetížením nebo zkratem. Pokud dojde k přetížení nebo zkratu, jistič „vypne“ obvod a tím zabraňuje poškození zařízení a riziku požáru.
Proudové chrániče
Proudové chrániče jsou dalším bezpečnostním prvkem, který chrání před úrazy elektrickým proudem. Pokud proudový chránič zjistí únik proudu mimo obvod (což by mohlo znamenat, že někoho uhodil elektrický proud), okamžitě obvod shodí.
Nepovinná baterie
Další, avšak nepovinnou komponentou fotovoltaického systému, je baterie. Slouží jako úložiště pro přebytečnou energii z fotovoltaických panelů. Když panely vyrábí více energie, než je v daný okamžik potřeba, můžeme nadbytečnou energii uložit, a zajistit aby nebyla převedena do veřejné sítě. Tento přístup nám zajistí dostatek elektrické energie i v méně světelné dny nebo v noční hodiny.
Co se děje když baterii nemám?
Pokud fotovoltaický systém vyrábí více energie, než je domácnost schopna spotřebovat, a nemá kde tuto energii uložit (tj. neobsahuje baterii), může být tato přebytečná energie dodána zpět do veřejné sítě. Tento proces umožňuje vlastníkům fotovoltaických systémů snížit své náklady na energie nebo dokonce vydělávat peníze prodejem přebytečné energie zpět do sítě. Musí být ale povoleny tzv. přetoky od distributora. S narůstajícím počtem fotovoltaických instalací už v některých lokalitách distributor přetoky nepovoluje.
Nicméně většina fotovoltaických systému je navržena tak, aby pokrývala spotřebu energie pro daný objekt, nebo rapidně snížila závislost na odběratelích.
Pojďme si to na závěr shrnout
Fotovoltaické elektrárny jsou složeny z několika klíčových komponent, včetně solárních panelů, měničů, kabelů, přepěťových ochran, jistících prvků, proudových chráničů a volitelných baterií pro ukládání energie. Tyto komponenty pracují dohromady, aby přeměnily sluneční světlo na elektrický proud, který může být použit v domácnostech nebo dodán zpět do veřejné sítě.
Zatímco investice do fotovoltaických systémů vyžaduje počáteční investici, náklady na solární energii klesají a stávají se stále přístupnějšími. Navíc existují vládní programy a dotace, které mohou pomoci snížit náklady na instalaci solárních systémů. Kromě finančních úspor přináší solární energie také významné environmentální výhody, což ji činí atraktivním řešením pro udržitelnou budoucnost.
Máte-li zájem využívat tuto technologii, neváhejte nás kontaktovat.