Solární panely

Solární neboli fotovoltaické panely jsou moderním způsobem, jak přeměňovat sluneční energii na elektrickou. Mohou být umístěné na střechách domů nebo továrních halách, či stát samostatně na poli. Několik solárních panelů umístěných na střeše rodinného domu zvládne pokrýt velkou část spotřeby elektřiny v domácnosti.

Typy solárních panelů

• Monokrystalické – Jsou tvořené makroskopickými krystaly křemíku bez poruch krystalové struktury. V Česku se používají suverénně nejvíce, zejména díky jejich vysoké účinnosti 13 až 17%.
• Polykrystalické – Skládají se z mnoha malých monokrystalických částí a jejich výroba a pořizovací cena je levnější. Účinnost se pohybuje mezi 12-14%.
• Amorfní – Materiál, který nemá pevnou krystalickou mřížku. Panely jsou tenčí, levnější, ale méně účinné, jen 7 až 9 %. Také je ke stejnému výkonu potřeba větší plocha.

Fotovoltaický panel a jeho struktura

Solární panel tvoří matice článků, které jsou spojeny letovanými spoji. Články chrání ze spodu pevná deska a z vrchu tvrzené leštěné sklo. Svým zpracováním jsou schopny odolat i nestandardním klimatickým podmínkám jako je například krupobití.

• Tvrzené solární sklo chrání křemíkové články fotovoltaických panelů proti prachu, kroupám, dešti a jiným formám mechanického poškození. Solární sklo má vysokou propustnost a nízkou odrazivost slunečních paprsků.
• EVA (ethylene-vinyl acetate) je zkratka pro speciální materiál vyvinutý společností Specialized Technology Resources, Inc. Tato vysoce světlo propustná vrstva odděluje tvrdé sklo a křehké křemíkové články tak, aby nedošlo k jejich poškození. EVA se nanáší ve vakuu, při teplotě 150 stupňů Celsia. Při této teplotě se vytvoří 70% až 80% EVA gel, který vytváří mechanickou podporu pro křemíkové články.
• Solární článek se skládá z vrstvy p-křemíku, na kterém je tenká vrstva n-křemíku. V místě, kde jsou tyto články spojeny, vzniká p-n přechod. Když sluneční záření dopadne na solární článek, na povrchu článku je generován proud o napětí 0.5 až 0.6 voltu. Solární články jsou ve fotovoltaickém panelu zapojeny do série. Články s označením „6S“ jsou fotovoltaické panely monokrystalické, vyříznuté z jednoho monokrystalu křemíku. Články s označením „6M“ jsou polykrystalické.
• Zadní ochranné lamino má zejména ochrannou funkci. Tato odolná vrstva se skládá z několika vrstev zalaminovaných polyesterovým pojidlem. Vrchní vrstva je tvořená laminátem, který v sobě obsahuje EVA. Nižší vrstva je tvořena polyesterem (PET), který má excelentní fyzické a izolační schopnosti. Nejnižší vrstva tvořená z PVF má vynikající odolnost vůči povětrnostním vlivům a chrání celý panel proti mechanickému poškození zespodu.
• Hliníkový rám tvoří lehkou a pevnou podporu pro fotovoltaické panely, která nepodléhá korozi. V rámu jsou připravené otvory na uchycení fotvoltaického panelu.
• Propojovací box je umístěn na zadní části panelu. Box je tvořen z plastu odolávajícímu povětrnostním vlivům.

Fungování solárních panelů

Fungování solárních panelů je založené na tzv. fotovoltaickém jevu. Je-li panel osvětlen sluncem, energie fotonů ze slunečního záření se absorbuje do materiálu, ze kterého se panel skládá, a v něm následkem toho vznikne napětí, a tedy i elektrický proud. Ten se pak za pomoci invertoru změní na střídavý, aby jej bylo možno dodávat do sítě. Pokud nesvítí slunce – například v důsledku oblačnosti – fotovoltaické panely jsou schopné vyrábět elektřinu i z rozptýleného denního světla, jen jejich výkon se samozřejmě snižuje. V noci panely elektřinu nevyrábějí a je třeba ji nakupovat od dodavatelů, nebo případně ji lze skladovat v akumulátorech.

Umístění fotovoltaických panelů

Na toto téma jsou mnohé diskuse v oboru fotovoltaika a většinou je resumé takové, že za ideál je považován jižní směr s maximálním odklonem 10-15° na západ. Samozřejmě, že nesmí slunečnímu záření nic bránit v tom aby paprsky dopadaly na panely. Sklon panelů bývá udáván mezi 35-45° od vodorovné roviny. Pokud je fotovoltaika postavena na rovné střeše nebo pozemku, poradíme si s orientací snadno. Uchycení panelů je možno dvěma způsoby – statické a natáčecí systémy. Natáčecí mají vyšší výkon, ovšem mají poněkud vyšší pořizovací náklady, natáčecí mechanizmy jsou náchylné na mechanické poškození, potřebují pravidelnou údržbu. Z hlediska nulové údržby a nulových provozních nákladů vřele doporučujeme statické systémy.