Jak fotovoltaické články generují elektřinu?

Zatímco závratné ceny energie stále sužují většinu evropských zemí, možná přemýšlíte, zda nenastal správný čas na pořízení fotovoltaiky pro váš domov. S rostoucí popularitou fotovoltaiky zvažuje stejnou otázku mnoho majitelů domů. V tomto textu se dozvíte, jak fotovoltaické články generují elektřinu a zda je fotovoltaika pro vás to pravé řešení.

Než si na střechu nainstalujete neznámou technologii, je důležité seznámit se alespoň se základními informacemi o tom, jak funguje. Fotovoltaický (FV) článek, nebo tzv. solární článek, je technologie pro získávání energie, která přeměňuje sluneční energii na užitečnou elektřinu pomocí procesu nazývaného fotovoltaický jev. Když na FV článek dopadnou sluneční paprsky, odrazí se, absorbují, nebo projdou článkem. FV článek je složen z polovodičového materiálu. „Polovodič“ znamená, že vede elektřinu lépe než izolační materiál, ale ne tak dobře jako vodič (např. kov). Ve FV článcích se používá několik různých polovodičových materiálů.

Možná by vás teď mohlo zajímat, jaký je rozdíl mezi solárními panely a solárními články. A z čeho jsou solární panely vyrobeny. Rozlišení je celkem jednoduché. Solární panely se skládají z několika solárních článků. Solární články jsou základními stavebními prvky solárních panelů a hrají klíčovou roli při fotovoltaickém jevu.

Když jsme si vysvětlili, co fotovoltaické články jsou, můžeme se podívat na to, jak fungují. Když je polovodič vystaven světlu, absorbuje světelnou energii a předává ji elektronům, záporně nabitým částicím v materiálu. Tato dodatečná energie umožňuje proudění částic materiálem v podobě elektrického proudu. Pohyb elektronů, které nesou záporný náboj, směrem k přední ploše fotovoltaického článku vytváří nerovnováhu elektrického náboje mezi přední a zadní plochou článku. Tato nerovnováha způsobuje napěťový potenciál, jako v případě kladných a záporných pólů baterie. Elektrony jsou absorbovány elektrickými vodiči na článku. Když jsou vodiče připojeny v elektrickém obvodu k externí zátěži, například k baterii, obvodem proudí elektřina.
Důležitou vlastností FV polovodičů je vzdálenost mezi valenčním pásem elektronů a vodivostním pásem, která indikuje, jaké vlnové délky světla může materiál absorbovat a proměnit v elektrickou energii. Pokud zakázaný pás polovodiče odpovídá vlnovým délkám světla dopadajícího na FV článek, může článek účinně využít veškerou dostupnou energii.

Jaké jsou hlavní výhody solární energie? Solární energie je udržitelná, obnovitelná a díky tomu, že pochází ze Slunce, také velmi obtížně vyčerpatelná. Vzhledem k tomu, že náklady na využívání slunečního záření k produkci elektřiny se každý rok snižují, čím dál více majitelů domů přechází na solární energii. V současnosti se v celé zemi nachází více než milion solárních instalací. Další výhody přechodu na solární energii jsou uvedeny níže.

Solární elektrický systém poskytuje příležitost pro každého, kdo chce snížit své měsíční účty za energie a uskutečnit dlouhodobou investici s nízkým rizikem. Hlavní motivací pro přechod na solární systém jsou finanční návratnost a nižší měsíční účty za energie. Konkrétní úspory, které solární systém přinese, závisejí na následujících faktorech:

• velikost solárního systému,
• zakoupení vs. pronájem systému,
• spotřeba energie,
• počet hodin slunečního svitu za den,
• velikost a sklon střechy,
• místní ceny elektřiny.

 

Může se to zdát samozřejmé, ale skutečnost, že na každé místo na naší planetě se ve větší či menší míře dostává sluneční světlo, je obrovskou výhodou. Sluneční světlo je především zdroj energie, kterou lze použít kdekoli na Zemi. Lze ji dokonce zavést do míst, kde chybí infrastruktura nebo spojení – to znamená, že i v odlehlých vesnických oblastech, na místech, která jsou vzdálená nebo obtížně dostupná, je slunce vždy alternativou. Díky dostupnosti slunečního světla mohou solární energii využívat také jednotlivé domácnosti nezávisle na ostatních. To je velmi těžko dosažitelné u jiných zdrojů obnovitelné energie, jako například u větrné energie. Když je solární energie přeměněna na elektřinu, velmi snadno se přepravuje. To znamená, že lze vygenerovat velké množství elektřiny na rozlehlých solárních farmách, třeba na místech na Zemi s nejvyšším množstvím slunečního záření (např. kolem rovníkového pásu).

Fotovoltaické systémy produkují energii hlavně uprostřed dne, ale díky větším, účinnějším a spolehlivějším systémům akumulace energie nebo bateriím, lze energii uložit a použít později, když už slunce nesvítí. Třebaže mohou existovat rozdíly mezi jednotlivými státy, solární energii je možné přenést přímo do elektrické sítě, zejména tam, kde je generována fotovoltaickou technologií. To vytváří příležitost pro energetická společenství a umožňuje soukromým osobám a firmám předávat nadbytečně vyprodukovanou energii na trh, což zabrání plýtvání energií a zaručí úsporu peněz.

K největšímu znehodnocení solárního panelu dochází během prvního roku používání. To znamená, že po prvním roce se životnost panelu zkrátí o 10 %. Tato hodnota však klesá a každý další rok je to jen o 0,4 %. Mnoho firem, včetně LEDVANCE, tak může zaručit životnost panelů v délce 15 až 20 let. Pokud jde o údržbu, panely není třeba čistit nijak často, stačí je občas trochu otřít. Vzhledem k jejich 20leté životnosti je vysoce pravděpodobné, že je bude měnit až budoucí generace.

Když už teď víte, co jsou fotovoltaické články, z čeho se skládají a jakou roli hrají v rámci fotovoltaického procesu, jste o krok blíže k instalaci panelů. Doufáme, že jsme vám poskytli dostatek informací. Pokud se však chcete dozvědět více, neváhejte se na nás obrátit nebo si projděte sekci Nejčastější otázky.