Monokrystalické či polykrystalické panely
Těžko se v dnešní době najde skloňovanější téma než fotovoltaika. Na energii ze slunce štědře dotovanou státem si udělal názor téměř každý, horší to je ale s povědomím, jak vlastně taková elektrárna na střeše domu funguje.
Tou nejdůležitější částí a "základním stavebním kamenem“ elektrárny jsou fotovoltaické panely. I když byl fotoelektrický jev objeven již v roce 1839 francouzským fyzikem Alexandrem Edmondem Becquerelem, svého prvního praktického využití se dočkal až koncem šedesátých let minulého století, kdy byla do vesmíru vypuštěna družice napájená solárními panely Vanguard 1. Většina z nás se pak poprvé setkala s fotovoltaickým článkem na školní kalkulačce. Zatímco první fotovoltaické panely dosahovaly účinnosti v přeměně slunečního záření na elektrickou energii kolem čtyř procent, v dnešní době se vyrábějí panely s "výkonem“ kolem dvaceti procent.
Fotovoltaické moduly jsou tvořeny sítí článků. V současnosti se můžete nejčastěji setkat s panely monokrystalickými či polykrystalickými, přičemž rozdíl mezi oběma typy - patrný na první pohled - spočívá v rozdílném tvaru a zabarvení samotných buněk. Zatímco monokrystalická buňka je černá a má tvar osmiúhelníku, polykrystalická je zbarvená modře a tvarem odpovídá pravidelnému čtverci.
Bez slunce ani ránu?
Simulace výroby fotovoltaické elektrárny vypracovaná důvěryhodným dodavatelem by měla vycházet z dlouhodobých statistických dat o množství slunečního záření v dané lokalitě. Krátkodobý výkyv v počasí (jako tomu bylo například v lednu 2010, kdy množství slunečního svitu dosáhlo v ČR jen přibližně 40 procent dlouhodobého normálu) tak nemůže narušit dlouhodobou ziskovost projektu. Pro rentabilní výrobu elektrické energie je - i díky stále stoupající kvalitě a účinnosti panelů - vhodné celé území České republiky (na 1 m2 v přepočtu ročně "dopadne“ 950-1250 kWh elektrické energie). Výkon elektrárny samozřejmě také závisí na sklonu instalovaných panelů a orientaci vůči jihu, nicméně i orientace na západ či na východ se vyplácí. "Při orientaci na čistý východ nebo západ a sklonu 35° vyrobí přibližně jen o dvacet procent energie méně než elektrárna otočená na jih a plošší umístění panelů tento rozdíl dokáže ještě zmenšit,“ doplňuje Petr Jarošík ze společnosti JOYCE ČR.
Monokrystalické buňky jsou více účinné než polykrystalické. Polykrystalické panely dosahují v průměru účinnosti 12 - 15 procent, monokrystalické 14 - 18 procent. Monokrystalické panely mají vyšší účinnost při přímém ozáření (sluneční paprsky dopadají na panel kolmo) a ztrácejí oproti polykrystalickým panelům méně na výkonu se vzrůstající teplotou (v létě dosahují panely teplot přes 70°C). Polykrystalické panely umí naopak lépe zpracovat tzv. rozptýlené světlo (např. když je slunce skryto za mraky.)
Cena monokrystalického a polykrystalického panelu je dnes, přepočteno na instalovaný watt, totožná.
"Obecně lze doporučit monokrystalické panely tam, kde se očekává špatná ventilace pod panely (sedlové střechy) a také u instalací, kde není možné panely umístit v ideálním sklonu (25°-40°) a s ideální orientací na jih (max. +/- 30° odklon od jihu),“ vysvětluje Petr Jarošík, vedoucí divize Fotovoltaika společnosti JOYCE ČR, která se realizací fotovoltaických elektráren zabývá.
Jak se vyrábí
Fotovoltaické panely (FV panely) vyrobí stejnosměrný proud. Ve střídači je tento proud převeden na běžné střídavé napětí 230V. Elektroměr výroby registruje počet kilowatthodin, které proudí do veřejné elektrické sítě, elektrický proud pro vlastní potřebu je odebírán standardně přes hlavní odběrový elektroměr.
Polykrystalický článek
Pro získání polykrystalického ingotu stejné velikosti je použit jiný postup. Je totiž technologicky jednodušší nechat vykrystalizovat množství menších křemíkových krystalů, než jednoho kompaktního. Z menších krystalů se vyrobí substrát, který se slisuje do jednoho celku (opět obvykle 156x156mm). Další postup je již stejný s monokrystalem. Pochopitelně touto technologií nelze docílit takové čistoty materiálu, jsou v něm viditelné přechody mezi krystaly.
Monokrystalický článek
Pro výrobu monokrystalického článku je třeba vyrobit jednolitý ingot křemenného krystalu. Taková výroba je poměrně náročná. Kulatý ingot se potom řeže na tzv. wafery, které se oříznou na požadovanou velikost FV článku (nyní obvykle 156x156mm). Protože ingot vznikl jako jeden velký krystal křemíku, jeho struktura je jednolitá a velice čistá. To určuje další vlastnosti monokrystalického článku.
Schéma zapojení fotovoltaické elektrárny
Zdroj:stavitel.ihned.cz
