- Solární elektrárny využívají fotoelektrického jevu. Fotony světla působí na fotovoltaické články, a tím vzniká elektrický proud.
- Klíčovou součástí každé domácí FVE je střídač. Fotovoltaické panely totiž produkují stejnosměrný proud – ten střídač mění na střídavý, který využijí vaše spotřebiče.
- Fotovoltaika je dobrým pomocníkem i v zimě, byť vyrobí méně. Paradoxně je však během zimy účinnější než v létě.
Co je solární energie
Slunce neustále produkuje energii díky jaderné fúzi – v jeho jádru se mění vodík na helium, čímž se uvolňuje obrovské množství energie. Část této energie dorazí až k nám na Zemi ve formě slunečního záření.
Sluneční záření tvoří fotony, což si můžeme představit jako drobné balíčky energie. Když tyto fotony dopadnou na fotovoltaické panely, začíná výroba elektřiny.
Jak funguje fotovoltaická elektrárna
Fotovoltaické panely se skládají z menších částí, kterým říkáme fotovoltaické články. Ty jsou vyrobené z křemíku a fungují na principu polovodičové technologie. Jakmile na ně dopadne sluneční záření, fotony předají svou energii elektronům v křemíkových destičkách. Tato energie elektron „vystřelí“ z atomu a zanechá po něm díru.
Základem fotovoltaického článku je polovodičová dioda, která obsahuje dvě vrstvy – vrstvu typu N s přebytkem elektronů a vrstvu typu P, kde je elektronů naopak nedostatek (vrstva „s dírami“). Klíčovým prvkem solárního článku je pak přechod PN, který vytváří elektrickou bariéru mezi polovodiči typu N a P a zabraňuje volnému pohybu elektronů. Tím umožňuje akumulaci elektrického napětí.
Světlo dopadající na fotočlánek uvolňuje elektrony, které se nahromadí ve vrstvě polovodiče typu N a vytvářejí elektrický proud. Tím se světelná energie přeměňuje na elektrickou energii, která může být využita k pohonu spotřebičů.
Důležitá role střídače
Panely přeměňují dopadající sluneční záření na stejnosměrný proud. Vyrobená energie proudí po dvou vodičích, které přivádějí stejnosměrný proud ke střídači. Ten mohou ihned využít spotřebiče připojené do sítě. Střídač bývá nejčastěji propojen s fyzickou baterií – pokud se energie vyrobí přebytek, uloží se sem pro pozdější použití. Z baterie navíc může domácnost fungovat při výpadku, kdy baterie poslouží jako záložní zdroj.
Kromě uložení elektřiny do baterie můžete:
- využít přebytky k ohřevu vody,
- odeslat přebytky do sítě a prodat je dodavateli elektřiny,
- sdílet elektřinu s dalšími odběrnými místy v Česku,
- uložit přebytečnou elektřinu do Virtuální baterie.
Důležité je, že fotovoltaická elektrárna vyrábí elektřinu jen za denního světla, ideálně při slunečném počasí. V noci nebo při husté oblačnosti elektrárna nevyrábí – proto se často kombinují se systémy ukládání energie.
Získejte dotaci až 147 000 Kč na FVE
Fotovoltaika dokáže vyrábět i při zatažené obloze nebo v zimě
V zimě jsou solární panely přirozeně méně výkonnější. Důvodem jsou kratší dny, častá oblačnost a sněžení. Sluneční záření tak na panely nedopadá přímo, ale láme se v mracích nebo sněhových vločkách. Panely dokážou vyrábět elektřinu i z tzv. rozptýleného světla, jen méně – v zimě z FVE dostanete asi 20–25 % letního výkonu.
Přesto má fotovoltaika v zimě jednu paradoxní výhodu – její účinnost se zvyšuje. Když je chladno, elektrony uvnitř panelu mají nižší počáteční energii. Když na ně pak dopadne sluneční záření, rozdíl jejich energie je větší než v létě, což zvyšuje účinnost přeměny světla na elektřinu. Účinnost panelů se zvyšuje přibližně o 0,4 % s každým °C, o který klesne teplota. Efekt se nejvíce projevuje během jasných slunečných zimních dní s nízkou teplotou vzduchu.
Pokud je v zimě panel pokrytý vrstvou sněhu, je výroba elektřiny minimální. Proto se nejčastěji instalují ve sklonu 15 až 50°, aby sníh samovolně sklouzl. Sníh, který pokrývá zem kolem panelů, pak může výrobu elektřiny podpořit. Funguje totiž jako přirozené zrcadlo – odráží sluneční paprsky zpět na panely, což může mírně zvýšit jejich výkon.
O fungování a výkonu fotovoltaické elektrárny v zimě jsme natočili krátkou reportáž se zákazníkem E.ONu Danielem Prokšou, který s FVE ušetří 50 tisíc Kč ročně:
Mohlo by vás také zajímat:
Jaká je návratnost fotovoltaiky na rodinném domě? Přečtěte si příběh našeho zákazníka
