27 července, 2023by Filip Štoss0 Comments

Jaké jsou ekonomické a environmentální přínosy solární energie?

Fotovoltaika má takovou spoustu výhod, že ani nevíme, kde začít. Od ochrany životního prostředí přes energetickou soběstačnost až po výrazné úspory na cenách elektřiny. Pokud o fotovoltaice teprve uvažujete a potřebujete ve svém rozhodování tak trochu popostrčit, tenhle článek je přesně pro vás. Shrneme v něm totiž, jaké jsou hlavní přínosy solární energie – nejen pro životní prostředí, ale i pro vaši peněženku.

Co se v článku dozvíte:

Fotovoltaika ve zkratce
Krok k energetické soběstačnosti
Fotovoltaika má rychlou návratnost
Zvýšení hodnoty nemovitosti
Dotace snižují pořizovací náklady
Solární energie je obnovitelný zdroj
Má fotovoltaika nějaké nevýhody?

Fotovoltaika ve zkratce

Fotovoltaická elektrárna využívá sluneční záření k výrobě elektrické energie. Její hlavní součástí jsou fotovoltaické panely tvořené solárními články, umístěné tak, aby se k nim dostávalo co nejvíce slunečních paprsků.

Jakmile na solární článek dopadne sluneční světlo, excitují v něm elektrony a vytvářejí elektrické napětí. Stejnosměrný proud, který v solárním článku vzniká, se pak pomocí měniče převádí na střídavý proud, který je vhodný pro využití v domácnostech.

Fotovoltaická elektrárna může být připojena k baterii, do které ukládá nespotřebované přebytky elektřiny. Uloženou energii pak můžete využít v době, kdy slunce nesvítí a fotovoltaika nevyrábí žádnou elektřinu.

Není divu, že je fotovoltaika čím dál oblíbenějším zdrojem elektrické energie. Díky tomu, že využívá čistou a obnovitelnou energii ze slunce, přispívá k čistšímu ovzduší, energetické nezávislosti a k udržitelné a ekologické budoucnosti pro další generace.

Solární energie je obnovitelný zdroj

Naprosto klíčovým přínosem je také ochrana životního prostředí, ke které přechod na solární energii výrazně přispívá. Jak konkrétně pomůže fotovoltaická elektrárna zlepšit životní prostředí?

Snížení emisí skleníkových plynů – Fotovoltaická elektrárna vyrábí elektřinu bez emisí skleníkových plynů, jako je oxid uhličitý a metan. Výroba solární energie vytváří o 91 % menší znečištění CO2 než zemní plyn a o 96 % méně CO2 než výroba elektřiny z uhlí. To může výrazně snížit celkovou uhlíkovou stopu a zmírnit projevy změny klimatu a globálního oteplování.
Zlepšení kvality ovzduší – Elektrárny, které využívají spalování uhlí, ropy nebo zemního plynu, na rozdíl od fotovoltaických elektráren vypouštějí do ovzduší škodliviny a pevné částice. To vede ke znečištění ovzduší, zhoršení kvality vzduchu a dýchacím problémům.
Šetření vodních zdrojů – Výroba elektřiny, která je závislá na fosilních palivech nebo jaderné energii, využívá obrovské množství vody. Protože fotovoltaika ke svému provozu vodu nepotřebuje, představuje vhodné řešení zejména v oblastech, které se potýkají s nedostatkem vody.
Ochrana přírodních ekosystémů – Těžba fosilních paliv je jedním z hlavních důvodů narušení a likvidace existujících ekosystémů. Využívání solární energie, která nevyžaduje žádné významné zásahy do přirozených biotopů, může přispět k ochraně a zachování přírodních ekosystémů.
Dlouhodobá udržitelnost – A to nejdůležitější: energie ze slunce je dlouhodobě udržitelný zdroj, který se nevyčerpá, dokud svítí slunce. Množství slunečního záření se nijak nezmenšuje tím, že jej využívá více lidí, a navíc představuje poměrně předvídatelný zdroj.

Krok k energetické soběstačnosti

Fotovoltaická elektrárna je vaší příležitostí zbavit se závislosti na distribuční síti. Ať se jedná o ekonomické krize, válečné konflikty, nebo krachy dodavatelů, trh s elektřinou je neustále ovlivňován nejrůznějšími faktory. Vlastní domácí elektrárna je tak skvělý způsob, jak si v nestabilní situaci zajistit alespoň trochu klidu.

I když v našich podnebných podmínkách není možné dosáhnout s fotovoltaickou elektrárnou 100% soběstačnosti, alespoň po určitou část roku se tomu můžete významně příblížit. Se standardně velkou domácí elektrárnou si s vlastní výrobou elektřiny zcela vystačíte zhruba 4–5 měsíců v roce, což je rozhodně nezanedbatelný krok směrem k nezávislosti na distribuční síti.

Off-grid systém aneb úplná soběstačnost

Možná už jste někdy slyšeli o takzvaném off-grid nebo také ostrovním systému. Jedná se o fotovoltaiku, která se skládá ze solárních panelů, regulátoru a výkonného akumulátoru. Na rozdíl od klasické fotovoltaiky, se kterou se běžně setkáváte na rodinných domech, tento systém není připojen k distribuční síti.

Ostrovní systém je tak zcela závislý na solární energii a nemá možnost při nedostatku slunečního záření pokrýt spotřebu energií ze sítě. Můžete se s ním setkat zejména na odlehlých místech, jako jsou chatové osady nebo horské oblasti, kde připojení k distribuční síti není možné.

Fotovoltaika má rychlou návratnost

Fotovoltaická elektrárna přirozeně sníží vaše každodenní náklady na energie – solární energii dostáváte zcela zdarma a elektřinu ze sítě odebíráte jen tehdy, když si nemůžete vyrobit vlastní. Průměrně tak za energie ušetříte přibližně 50 %. Pokud ale uvažujete o pořízení fotovoltaiky, nejspíš vás tolik nezajímají samotné úspory jako spíš to, za jak dlouho se vám díky nim vrátí investice do elektrárny.

Záleží na pořizovací ceně fotovoltaiky, její účinnosti, způsobu nakládání s přebytky a dalších faktorech. Zjednodušeně jde ale říct, že čím vyšší máte spotřebu elektrické energie, tím více s fotovoltaickou elektrárnou ušetříte a tím rychleji se vám cena fotovoltaiky vrátí. Průměrně můžete počítat s návratností od 2 do 10 let.

Jak vydělávat na fotovoltaické elektrárně

Pokud chcete návratnost fotovoltaiky ještě trochu urychlit, pak s ní můžete nejen šetřit, ale také vydělávat. Prodejem přebytků elektřiny do sítě můžete ročně obohatit rodinný rozpočet i o několik desítek tisíc korun.

Přečtěte si více informací v článku: Připojení FVE do distribuční sítě

Zvýšení hodnoty nemovitosti

Fotovoltaická elektrárna je považována za hodnotnou investici. Fotovoltaika na střeše vašeho rodinného domu tak může výrazně zvýšit jeho hodnotu, což může v dlouhodobém horizontu také zkracovat dobu její návratnosti. A pokud je váš dům navíc vybaven systémem chytré domácnosti, jeho cena na trhu roste o to více.

Dotace snižují pořizovací náklady

Pro mnohé zájemce o fotovoltaickou elektrárnu může určitou překážku představovat vysoká pořizovací cena. U kvalitních fotovoltaických instalací se může jednat o skutečně velké investice, které mohou leckoho odradit. Pojďme se podívat na to, kolik taková fotovoltaika vlastně stojí a jak můžete pořizovací náklady výrazně snížit.

Cena fotovoltaiky je závislá na tom, jak velký instalovaný výkon zvolíte, jak chcete nakládat s přebytky i kterou instalační firmu si pro realizaci své elektrárny zvolíte (pozor na podezřele levná řešení!). V průměru se ovšem náklady na instalaci fotovoltaiky na rodinný dům pohybují mezi 350 a 600 tisíci korun.

To se může na první pohled zdát jako vysoká cena. Na pořízení fotovoltaiky ovšem můžete využít dotace, které cenu velice výrazně sníží. V programu Nová zelená úsporám můžete získat finanční podporu až 225 000 Kč.

A to nejlepší? U nás se nemusíte žádostí o dotaci vůbec stresovat. Navrhneme pro vás projekt, který splňuje všechny podmínky dotace, a celou žádost vyřídíme za vás!

Má fotovoltaika nějaké nevýhody?

Najít nevýhody využívání solární energie není snadné – hlavně proto, že jich není mnoho. Abychom ale byli fér, uvedeme několik potenciálních nevýhod, které mohou někoho od pořízení fotovoltaiky odrazovat.

Instalace fotovoltaické elektrárny vyžaduje velkou počáteční investici. Peníze se vám sice za nějakou dobu zaručeně vrátí, ale ne každý si tak velký jednorázový výdaj může dovolit.
Fotovoltaika je závislá na slunečním záření. Když slunce nesvítí, panely žádnou energii nevyrábí. Tento problém je možné částečně řešit pořízením kvalitního akumulátoru.
Dům musí mít dostatek prostoru pro solární panely. Fotovoltaiku musí být kam umístit. To může představovat překážku pro ty, kdo nemají na střeše domu dostatek místa, a pro majitele bytů.
S pořízením fotovoltaiky je spojena spousta administrativy. Tento problém ale v Ilios rádi vyřešíme za vás. Součástí instalace fotovoltaiky je u nás také to, že se postaráme o veškeré papírování.

Uvažujete o pořízení fotovoltaické elektrárny na Váš bytový dům?

Blog

27 července, 2023by Filip Štoss0 Comments

Jak se vyvíjejí technologie ve fotovoltaice

Od chvíle, kdy byl v Americe vyroben první moderní solární článek z křemíku, už uplynulo téměř sedmdesát let. A vývoj a výzkum v oblasti fotovoltaiky se během té doby ani na chvíli nezastavil. Solární elektrárny jsou každým rokem lepší, výkonnější a efektivnější. Pojďme se podívat na to, které technologie dnes nejvíce hýbou světem fotovoltaiky.

O čem se v článku dozvíte:

Monokrystalické solární články

V současné době známe několik druhů solárních článků. Můžete se setkat s polykrystalickými články, články z amorfního křemíku nebo s monokrystalickými křemíkovými články. Poslední jmenované jsou nejčastěji používanou a po všech stránkách nejvíce efektivní technologií.

Jsou vyrobeny z jednoho čistého krystalu křemíku. Monokrystalický článek se vyrábí tažením monokrystalu z taveniny, čímž vzniká ingot monokrystalického křemíku ve tvaru válce. Válec se následně krájí na jednotlivé plátky silné přibližně 0,15 mm. Ty se ořežou do pseudočtvercového tvaru, který je dobře vidět, když se zblízka podíváte na fotovoltaický panel.

Pseudočtvercový tvar solárních článků je nejefektivnější variantou. Pokud by se řezaly do kruhů, měly by mezi sebou v solárním panelu zbytečně moc místa, zatímco při tvarování čtverců by zase vznikalo příliš velké množství odpadu.

Monokrystalické solární panely ale nejsou všechny stejné. Výzkum v oblasti fotovoltaiky je nezastavitelný a neustále přináší nové, lepší technologie, které posouvají účinnost, výkon a výrobní proces solárních článků zase o něco dále. Jaké technologie se využívají pro vylepšení monokrystalických článků?

Technologie heterojunction (HJT)

Heterojunction Technology, známá také jako HJT, kombinuje principy krystalického křemíku a tenkovrstvých solárních článků. Místo využití jednoho druhu křemíku se používají dva. Struktura článku je tvořena jednou vrstvou amorfního křemíku, na kterou jsou z obou stran naneseny tenké vrstvy na bázi křemíku a transparentní vodivé vrstvy. Amorfní křemíková vrstva funguje jako heteropřechod, tedy rozhraní mezi dvěma polovodiči.

Hlavní výhody heterojunction technologie:

Shingled technologie

Další z nejnovějších technologií je tzv. šindelová technologie, která zvyšuje účinnost panelů pomocí umístění článků. Šindelová buňka se vyrábí tak, že se normální buňka rozřeže na 5 nebo 6 pásů. Tyto solární pásy se následně pokládají tak, aby se částečně překrývaly – jako šindele na střeše – a připevňují se k sobě pomocí elektricky vodivého lepidla. Cílem je maximalizovat aktivní plochu solárních článků a zároveň minimalizovat neaktivní prostory mezi články.

Hlavní výhody shingled technologie:

TOPCon technologie

TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact) je typ pokročilé architektury fotovoltaických článků, která vylepšuje konstrukci pasivovaného emitoru. Na zadní stranu solárního článku se přidává ultratenká vrstva, která pomáhá snižovat ztráty elektronů a zvyšuje účinnost solárního článku při přeměně slunečního světla na elektřinu.

Hlavní výhody TOPCon technologie:

PERC technologie

Pod zkratkou PERC se skrývá pojem „Passivated Emitter and Rear Cell“, což je pokročilá architektura, která umožňuje účinnější absorpci světla a výrobu elektřiny. Zadní strana článku je totiž pasivována. To znamená, že se na ní vytvoří ochranná vrstva, která pomáhá na zadní straně článku zachytit a udržet více elektronů a minimalizovat jejich rekombinaci. PERC články díky tomu mohou zachytit více slunečního světla a účinněji ho přeměnit na elektřinu.

Hlavní výhody PERC technologie:

Nanotechnologie pro fotovoltaiku

Dalšími technologiemi, které slibují v oblasti fotovoltaiky velký pokrok, jsou nanotechnologie. Nanotechnologie jako oblast vědy se zabývá využitím struktur o velikostech od 1 do 100 nanometrů. Materiály v těchto rozměrech totiž získávají jiné vlastnosti a chovají se jinak než ve větším měřítku. A díky tomu mají širokou škálu využití – mimo jiné právě ve fotovoltaice.

Díky příznivějšímu poměru povrchu k objemu nanomateriály efektivněji interagují se světlem a mají lepší schopnost absorbovat fotony ze slunečního záření. Výsledkem je vyšší míra přeměny slunečního záření, které na solární článek dopadne, na elektrickou energii. Nanomateriály mají také výjimečné elektrické a optické vlastnosti a fungují jako vynikající vodiče.

Nanotechnologie mohou navíc přispět ke zlepšení odolnosti a životnosti fotovoltaiky. Nanomateriály se proto mnohdy využívají při výrobě fotovoltaických panelů, aby podpořily jejich mechanické vlastnosti, a velmi oblíbeným řešením je také nanesení ochranné nanovrstvy, která chrání panely proti působení koroze, oxidace i UV záření a zjednodušuje jejich údržbu.

Nanovrstva pro fotovoltaiku Impasolar® NCR

Aplikace nanovrstvy na fotovoltaické panely je efektivním způsobem, jak je chránit před poškozením vnějšími vlivy, kterým jsou neustále vystaveny. Nanomateriály, jako jsou oxid křemičitý, oxid titaničitý a oxid zinečnatý, na povrchu panelu vytvoří neviditelnou vrstvu, která odpuzuje vlhkost a mastnotu, odolává korozi a blokuje UV záření. Přitom ale žádným způsobem nebrání fotonům slunečního záření v tom, aby dopadaly na solární články.

U nás v Ilios využíváme ošetření technologií Impasolar® NCR. Jedná se o keramickou hydrofobní a oleofobní zpevňující ochranu fotovoltaických panelů, která po jediné aplikaci vydrží až 5 let. Nanovrstva zpevňuje povrch panelu, chrání ho před mechanickým poškozením a díky tomu, že odpuzuje vodu, mu také zajišťuje efektivní samočištění.

Fotovoltaika a chytrá domácnost

Poměrně horkou novinkou je také možnost propojit fotovoltaiku s inteligentní domácností. Chytrá domácnost se za vás dokáže postarat o smysluplnou distribuci energie, zodpovědné ukládání přebytků a celkovou optimalizaci využití solární energie. Co získáte integrací fotovoltaiky do vaší chytré domácnosti?

Optimalizace využití energie

Chytrá domácnost na základě vašich potřeb řídí využití elektrické energie ve vašem domě tak, aby vám pomohla nakládat s energiemi co nejefektivněji. Na základě aktivity vaší fotovoltaiky a předpovědi počasí dokáže přizpůsobit využití energie v domě – zavírá či otevírá žaluzie, vypíná nepoužívané spotřebiče a plánuje využití energetických náročných spotřebičů, jako jsou pračky, myčky nebo nabíječky elektroaut, na období intenzivního slunečního záření.

Ukládání přebytečné energie

Chytrá domácnost zajistí, že se přebytečná energie, kterou momentálně nevyužijete, ukládá do akumulátoru pro pozdější použití. Na základě monitorování vaší spotřeby a množství vyrobené energie optimalizuje cykly nabíjení baterie a využívání nahromaděné elektřiny. Využívá údaje o vaší spotřebě a předpověď počasí a na základě toho rozhoduje o využití a uložení vyrobené energie.

Monitorování spotřeby

Inteligentní domácnost neustále monitoruje výrobu a spotřebu elektrické energie. Učí se, jakým způsobem energii využíváte, aby mohla efektivně řídit její distribuci. Také vám poskytuje podrobné statistiky o vaší spotřebě, které vám mohou pomoci nalézt způsob, jak na energiích v budoucnu ušetřit.

Inteligentní domácnost Loxone

V Ilios vám nabízíme realizace inteligentní domácnosti Loxone, která nabízí řešení pro veškeré funkce chytrého domu. Kromě fotovoltaiky do ní můžete zahrnout i vytápění, klimatizaci, osvětlení, zabezpečení domu a spoustu dalších komponent, díky kterým se za vás domácnost postará o vaši bezpečnost, pohodlí i úspory.

Uvažujete o pořízení fotovoltaické elektrárny na Váš bytový dům?

Blog

27 července, 2023by Filip Štoss0 Comments

Které fotovoltaické panely jsou nejvýkonnější?

Očekáváte od fotovoltaické elektrárny co nejvyšší výkon? Pak se nejspíš poohlížíte po těch nejvýkonnějších solárních panelech. Možná vás ale překvapí, že nejvýkonnější panely nejsou ty největší. Menší fotovoltaické panely totiž obvykle mají vyšší účinnost, delší záruku a nejsou tak náchylné na poškození. Které panely jsou tedy ty nejvýkonnější?

Co se v článku dozvíte:

Jak fungují fotovoltaické panely

Fotovoltaické panely jsou klíčovou součástí celé solární elektrárny. Jsou tvořeny solárními články, které mají za úkol přeměňovat sluneční záření na elektrickou energii. Jakmile na fotovoltaický panel dopadnou sluneční paprsky, část se jich pomocí solárních článků absorbuje a vytvoří v článcích elektrické napětí. Připojením vodiče následně vzniká elektrický proud.

To, jak silný proud vzniká a kolik elektřiny můžeme z fotovoltaického panelu získat, záleží na velikosti článku a technologii výroby panelu. A protože každý majitel fotovoltaiky chce ze své elektrárny vytěžit maximum, právě fotovoltaickým panelům je věnováno poměrně hodně pozornosti.

Výkonnost fotovoltaického panelu

Většinu zákazníků nejvíce zajímá výkon fotovoltaických panelů – a právě jemu se v tomto článku budeme věnovat. Než se pustíme do toho, jaký výkon by měl ideální fotovoltaický panel mít, pojďme si udělat jasno v tom, co to výkon vůbec je.

Výkon fotovoltaických panelů se udává v jednotkách Wp (watt-peak). Jedná se o hodnotu tzv. špičkového výkonu, tedy maximální výkon, který může solární panel generovat za ideálních podmínek.

Je potřeba počítat s tím, že skutečný výkon fotovoltaického panelu může být ovlivněn různými faktory, jako jsou například:

Jak je vidět, výkon fotovoltaického panelu sám o sobě není nejdůležitějším parametrem. Kromě vnějších podmínek, které ho ovlivňují, je také dobré věnovat pozornost dalším faktorům, jako je efektivita nebo životnost solárního panelu.

Efektivita fotovoltaického panelu

K nejdůležitějším parametrům fotovoltaických panelů patří jejich efektivita. Poskytuje nám informaci o tom, jaké procento slunečního záření, které na solární panel dopadne, se přemění na elektrickou energii – ani zdaleka to totiž není všechno sluneční záření. Část se totiž přemění na teplo, část panelem pouze projde a jen relativně malá část se absorbuje. V současné době se u fotovoltaických panelů pro komerční využití setkáváme s efektivitou okolo 20 %.

Co je to double profilování

Ke zvýšení efektivity fotovoltaických panelů, často těch, které mají větší rozměry, se může využít technologie tzv. double profilování. To znamená, že panel je pokryt solárními články z obou stran, a pohlcuje tak větší množství slunečního záření, které přeměňuje v elektřinu.

Přečtěte si, jak je možné zvýšit efektivitu solárních panelů.

Životnost fotovoltaického panelu

Fotovoltaické panely sice vydrží pracovat dlouho, ale bohužel ne navždy – nebo alespoň ne naplno. Dobu, po kterou jsou panely schopné efektivně fungovat a generovat elektřinu, označujeme jako jejich životnost.

Životnost panelů je stanovena poklesem jejich výkonu – jakmile se výkon sníží o 20 %, považujeme to za konec jeho životnosti. Konec životnosti ale neznamená, že je panel najednou na vyhození. Znamená to jen to, že už není tak efektivní, jak býval, a s přibývajícími roky se bude jeho účinnost zhoršovat.

Přečtěte si také: Jaká je životnost fotovoltaických panelů?

Životnost fotovoltaických panelů ovlivňuje řada faktorů. I když jsou obecně panely velmi odolné, stále je potřeba počítat s tím, že jsou nonstop vystaveny všem vnějším vlivům a rozmarům počasí. Za poklesem jejich výkonu stojí především mechanické namáhání, ohýbání panelů a postupná degradace materiálu.

Je velký a výkonnější fotovoltaický panel nejlepší volba?

Zjednodušeně můžeme říci, že čím je fotovoltaický panel větší, tím větší má výkon. Mnoho zákazníků proto touží po instalaci co největších panelů, aby tak dosáhli co nejvyššího výkonu. Je ale velký panel s velkým výkonem skutečně ta nejlepší volba?

Nebudeme vás dlouho napínat – podle nás rozhodně ne. I když se to může zdát paradoxní, s menšími fotovoltaickými panely obvykle v praxi získáte větší množství elektrické energie. Pojďme se podívat na to, proč byste měli zvolit spíše menší fotovoltaické panely.

Větší panel, větší náchylnost k degradaci

Nejvýraznějším problémem velkých fotovoltaických panelů je to, že rychleji degradují. To znamená, že i jejich životnost je kratší, tedy že rychleji ztrácejí na účinnosti. Důvod je jednoduchý – čím větší panel, tím vyšší prostor k opotřebení.

Větší panel je zákonitě také těžší než panel s menším výkonem, a to se postupem času rovněž projeví. Panely se obvykle vlivem gravitační síly pod vlastní vahou začnou prohýbat. To vede ke vzniku mikrotrhlin, poškození solárních článků, nerovnoměrnému dopadání světla a mnohdy horšímu odvodu tepla, což přispívá ke snižování výkonu.

Na velké panely jsou nižší záruky

A výrobci tohle všechno moc dobře vědí. Proto na velké fotovoltaické panely poskytují kratší záruky – a to jak mechanické záruky, tak záruky lineárního výkonu.

Mechanická záruka se vztahuje, jak z názvu vyplývá, na mechanické poškození fotovoltaického panelu, to znamená např. poškození rámu, prasknutí skla… Tím, že jsou velké panely k těmto drobným poškozením o něco náchylnější, je doba trvání záruky kratší.

Stejné je to v případě záruky výkonu. Tou výrobce zaručuje, že po určitou dobu (obvykle 25 let) neklesne výkon fotovoltaických panelů pod určité procento (typicky 80–93 %). A protože u velkých panelů klesá výkon vždy o něco rychleji než u těch malých, výrobce na ně poskytuje kratší záruky.

Výkon není totéž co efektivita

I když je výkon fotovoltaického panelu důležitý, jeho účinnost je ještě důležitější. A právě ta je u menších panelů často vyšší než u větších, byť výkonnějších panelů. Mohou tak mít lepší výtěžnost na plochu, což při použití více menších panelů také znamená více generované energie.

U velkých panelů by se proto mělo provádět double profilování, které by jejich efektivitu vylepšilo. Tím se ale výrazně zvyšuje cena instalace, a tak se s tím v praxi setkáte jen výjimečně.

Kromě výtěžnosti panelu je také potřeba vzít v potaz nižší odporové ztráty menších panelů a větší flexibilitu při jejich umisťování. Místo menšího počtu velkých panelů můžete využít více menších a rozmístit je efektivněji tak, aby na ně dopadalo co nejvíce slunečního záření.

Kde mají velké fotovoltaické panely využití

Říkáte si, proč se tedy vlastně velké, výkonné fotovoltaické panely vlastně vyrábějí, když ve výsledku vyrábějí nižší množství energie? Přesto, že na domácí fotovoltaickou elektrárnu bychom vám je rozhodně nedoporučili, své využití si najdou.

K jejich výhodám totiž patří snazší, rychlejší instalace a celkově nižší cena (nejen, že za jeden watt v průměru zaplatíte méně, ale rychlejší instalace je také levnější instalace). Své opodstatnění tak mohou mít například ve velkých solárních parcích, které mají obvykle ideální podmínky a kde obvykle záleží na rychlosti instalace. Solární parky mají navíc prostor k sériovému zapojení většího množství velkých panelů, a tak je možné dosáhnout celkově poměrně dobrého výkonu.

Proč instalační firmy nabízejí velké panely do domácnosti?

I na tuto otázku existuje poměrně jednoduchá odpověď: je to pro ně snazší, rychlejší a levnější. A zákazníci, kteří se ve fotovoltaických panelech tolik nevyznají, samozřejmě slyší na nabídku vyššího výkonu. I my se setkáváme s tím, že zákazníky v první řadě zajímá co nejvyšší výkon fotovoltaických panelů.

U nás v ILIOS ale velké fotovoltaické panely vůbec nepoužíváme. Sázíme na panely menších rozměrů, se kterými v dlouhodobém horizontu získáte mnohem efektivnější a spolehlivější zdroj elektrické energie.

Uvažujete o pořízení fotovoltaické elektrárny na Váš bytový dům?

Blog

27 července, 2023by Filip Štoss0 Comments

Jak optimalizovat využití solární energie v různých ročních obdobích

Pokud se ve fotovoltaice trochu orientujete, pak jistě víte, že fotovoltaická elektrárna vyrobí v jednotlivých ročních obdobích výrazně odlišná množství energie. Zatímco v létě fotovoltaika bez problému pokryje spotřebu domácnosti, v zimě si s ní rozhodně nevystačíte. Je možné využití solární energie v různých obdobích optimalizovat?

Co se v článku dozvíte:

Kolik elektřiny vyrobí fotovoltaika

Ať o fotovoltaice teprve uvažujete, nebo už zdobí střechu vašeho domu, množství vyrobené energie je pro vás jedním z nejdůležitějších parametrů. Jak ale určitě tušíte, přesnou hodnotu vám nikdo říct nedokáže. Záleží to totiž na celé řadě faktorů.

Instalovaný výkon

Největší vliv na celkové množství vyrobené elektřiny má samozřejmě to, kolik fotovoltaických panelů instalujete a jaký mají výkon. Výkon fotovoltaických panelů se udává ve Wp (watt-peak) nebo častěji v kWp (kilowattpeak). Tato hodnota vyjadřuje maximální výkon, kterého může panel dosáhnout za ideálních podmínek – neznamená to tedy nutně výkon, který v praxi podává. Ten bývá obvykle nižší.

Umístění fotovoltaických panelů

O tom, jak velký je skutečný výkon fotovoltaických panelů, rozhoduje do určité míry i jejich orientace a sklon. Je to logické – čím více slunečních paprsků na ně dopadá, tím více energie mohou vyrábět.

Proto se fotovoltaické panely, pokud je to možné, často instalují tak, aby směřovaly na jih. Neznamená to ale, že by z jiných světových stran nedostávaly žádné sluneční paprsky. Panely instalované na západ nebo východ (v ideálním případě na obě strany, aby mohly využívat záření po celý den) dokážou vytvořit téměř stejné množství energie, a s dnešními výkonnými panely už ani orientace na sever nepředstavuje výrazný problém.

Dalším faktorem, který ovlivňuje, kolik slunečního záření na panel dopadne, je úhel sklonu. Nedoporučuje se instalovat panely zcela horizontálně ani vertikálně (např. na zdi domu). Za ideální úhel sklonu se v našich podmínkách považuje úhel 35 ° vůči zemi.

Množství slunečního záření

Ani ten nejvyšší výkon, ani perfektní umístění panelů ale nejsou nic platné, pokud nesvítí slunce. Množství slunečních paprsků, které na fotovoltaické panely dopadnou, je ve výsledku tím vůbec nejdůležitějším faktorem.

Naštěstí ale nehovoříme pouze o přímém slunečním záření za jasného dne bez jediného mráčku. Moderní fotovoltaické panely totiž dokážou získat energii i z difuzního světla, které na ně dopadá, i když je zamračeno – jen té energie samozřejmě získají o něco méně.

Přečtěte si také: Zvýšení efektivity solárních panelů

Kolik energie vyrobí fotovoltaický panel v ČR

A v jakých hodnotách se v České republice pohybujeme? Na jeden metr čtvereční u nás v průměru dopadne 1000 kWh solární energie ročně. Průměrný fotovoltaický panel o ploše 2 m2 a účinnosti 20 % tak ročně dokáže vyrobit zhruba 400 kWh.

Množství slunečního záření se v jednotlivých oblastech ČR může nepatrně lišit. Největší množství slunečního záření dopadá na jižní Moravě, zatímco nejméně slunce svítí v Krušných horách. Na výkonnosti fotovoltaiky se tento rozdíl ale prakticky vůbec neprojeví.

Kolik energie vyrobí fotovoltaika v různých ročních obdobích?

Zmíněné hodnoty jsou samozřejmě průměrné – a hlavně se v našich klimatických podmínkách množství slunečního záření velice výrazně liší v jednotlivých ročních obdobích.

Na příkladu průměrné fotovoltaické elektrárny si ukážeme, jak výrazné jsou rozdíly v produkci elektrické energie během jednotlivých ročních období. Představme si fotovoltaiku s instalovaným výkonem 5 kWp umístěnou prakticky kdekoliv v České republice. Množství energie, které vyrobí, bude během roku vypadat zhruba takto:

Kolik kWh taková elektrárna vyrobí za celý rok, záleží zejména na počtu slunečných dnů během roku. Je ale jasné, že zatímco v létě může být domácnost s fotovoltaikou prakticky soběstačná, v zimě se neobejde bez odebírání elektřiny z distribuční sítě.

Přečtěte si také: Fotovoltaické panely a zimní provoz

Jak optimalizovat využití solární energie

Z toho, co jste se v tomto článku zatím dočetli, je zřejmé to, že fotovoltaika v našem prostředí může být velmi efektivním zdrojem elektrické energie, ale také to, že celkovou spotřebu domácnosti bohužel nemá šanci pokrýt. Proto je důležité myslet na to, jak využití získané solární energie co nejlépe optimalizovat.

Ukládejte přebytečnou energii

Prvním krokem k optimalizaci využití elektrické energie, kterou vyrobí fotovoltaická elektrárna, je její ukládání „na horší časy“. Fotovoltaika totiž v některých obdobích vyrábí více elektřiny, než vaše domácnost zvládne spotřebovat – a jsou naopak i chvíle, kdy potřebujete více energie, než vám solární elektrárna může zrovna dodat.

Řešením je ukládání přebytečné elektrické energie, kterou elektrárna generuje během dne, obzvlášť v létě, do baterie. Uloženou elektřinu pak můžete využít v obdobích, kdy je výkon fotovoltaiky nižší nebo nulový – například v zimě a v noci.

Přečtěte si také: Virtuální baterie vs. solární baterie

Chytrá domácnost optimalizuje využití energie za vás

Dalším způsobem, jak efektivně optimalizovat využití solární energie, je integrace fotovoltaické elektrárny do inteligentní domácnosti. Chytrá domácnost totiž dokáže řídit ukládání, distribuci i spotřebu za vás – tedy alespoň chytrá domácnost Loxone to rozhodně zvládá na jedničku. Jak vám může chytrá domácnost pomoci optimalizovat využití energie z fotovoltaiky?

Monitorování spotřeby energie

Inteligentní domácnost má v první řadě dokonalý přehled o tom, jak vaše domácnost nakládá s energiemi. Ví, kolik elektřiny vaše fotovoltaická elektrárna vyrábí, kolik jí ukládá do baterie i jaké množství energie spotřebováváte. Vy tak máte přístup k podrobným statistikám, díky kterým můžete objevit případné zbytečné výdaje a najít způsob, jak svou spotřebu snížit.

Optimalizace ukládání energie

Pokud využíváte úložiště pro přebytečnou solární energii, chytrá domácnost vám může pomoci efektivně řídit ukládání a využívání energie. Může přebytečnou energii ukládat do baterie, hlídat míru nabití baterie a v případě přebytků zapnout například nabíjení elektromobilu, aby energie zbytečně neunikala do sítě.

Optimální distribuce energie

Inteligentní domácnost se rychle seznámí s vašimi potřebami a preferencemi, stejně jako s výkonností fotovoltaiky, předpovědí počasí a dalšími faktory. Dokáže tak chytře vypínat spotřebiče a šetřit energii v době, kdy je nevyužíváte, a plánovat nakládání s energií podle vaší aktivity a podle produkce solární energie.

Hlídání výhodných cen energie ze sítě

Dokáže také pracovat s aktuální nabídkou a poptávkou elektřiny v distribuční síti a postarat se o to, abyste při odběru co nejvíce využívali výhodnějších nočních tarifů.

Ochrana proti přetížení

Samozřejmostí je monitoring zatížení elektrických spotřebičů. Inteligentní domácnost dokáže automaticky vyhodnocovat maximální povolený výkon a reagovat odpojením spotřebičů.

Optimalizace vytápění a ochlazování

Inteligentní domácnost se stará i o to, abyste co nejvíce ušetřili na vytápění a chlazení domu. Vyhodnocuje aktuální teplotu a předpověď počasí a hledá nejefektivnější řešení pro optimální klima domácnosti.

Uvažujete o pořízení fotovoltaické elektrárny na Váš bytový dům?

Blog

6 května, 2023by Filip Štoss0 Comments

Virtuální baterie versus solární baterie

Všichni majitelé fotovoltaických elektráren to dobře znají. Přes den fotovoltaika vyrobí více energie, než je potřeba, a večer naopak nevyrábí vůbec žádnou. A co teprve v zimě! Proto si čím dále více domácností i firem nechává instalovat fotovoltaiku s baterií, která většinou stojí v garáži nebo ve sklepě a přebytečnou elektřinu ukládá na později. Věděli jste ale, že kromě klasické solární baterie existuje i virtuální baterie?

Ukládání energie z fotovoltaické elektrárny

Fotovoltaické elektrárnyjsou skvělý způsob, jak ušetřit za elektřinu a příblížit se energetické soběstačnosti. Přesto se potýkají s řadou překážek. Mezi ty největší patří nekonzistentnost při výrobě elektřiny – jak v různých ročních obdobích, tak i v různých částech dne.

Večer a v noci, když slunce nesvítí, nevyrobí fotovoltaická elektrárna žádnou energii, přestože ji potřebujete. Stejně tak za deštivých dnů a zimních měsíců elektrárna generuje tak málo energie, že není šance s ní pokrýt vaši potřebu. Během jara a léta, kdy je slunce dost, naopak vyrábí více elektřiny, než stihnete spotřebovat – a tak se vyplatí přebytečnou elektřinu ukládat a využívat, když slunce nesvítí.

Zálohování pomocí solární nebo virtuální baterie

K ukládání přebytečné energie slouží baterie (také akumulátory), které jsou k vaší elektrárně připojené a zálohují všechnu nevyužitou energii. Tu následně využíváte večer, když je zataženo, v zimě nebo také při výpadku proudu. Nejčastějším řešením zálohování je solární baterie, kterou máte doma a která je přímo připojená k fotovoltaice. Můžete se ale setkat i s tzv. virtuální baterií, která funguje na principu cloudu – můžete do ní ukládat energii, ale fyzicky neexistuje. V tomto článku se na virtuální baterii i solární baterii podíváme blíž a porovnáme, která z nich je výhodnější.

Co je to solární baterie

Solární baterie je zařízení, které je fyzicky přítomné ve vašem domě, garáži, zkrátka v dosahu fotovoltaické elektrárny. Slouží k zálohování přebytečné elektřiny, kterou fotovoltaika vyrobí.

V době, kdy fotovoltaická elektrárna nevyrábí dostatek elektřiny (v noci, v zimě), je možné využít zásoby nahromaděné v akumulátoru. Stejné je to při výpadku elektřiny – fotovoltaický střídač se přepne do režimu UPS a vaše spotřebiče využívají energii ze solární baterie.

Existuje několik typů solárních baterií. Nejčastěji se setkáte s olověnými, lithium-iontovými a průtokovými. Poslední jmenované se ale používají spíše ve velkoobjemových úložištích, a tak se jim tenktokrát nebudeme věnovat.

Olověné solární baterie

Olověné solární baterie se používají už desítky let. A i když už dnes máme technologicky vyspělejší řešení, olověné akumulátory se stále běžně používají a stále představují spolehlivé řešení.

Zvládnou zhruba 600 nabíjecích cyklů. Jejich životnost se tak pohybuje v průměru mezi 3 a 5 lety, ale mohou vydržet i déle. Jejich nevýhodou je, že se nesmí vybít pod 50 %, a tak vlastně fungují jen na půl kapacity. Lákadlem ale může být nižší cena.

Lithium-iontové solární baterie

Dnes se nejčastěji používají lithium-iontové solární baterie, které jsou menší a lehčí než olověné, poskytují větší využitelnou kapacitu a vydrží déle – to vše se samozřejmě promítá do jejich ceny.

Lithium-iontových solárních baterií existuje několik typů, ten nejlepší pro vaši fotovoltaickou elektrárnu vám navrhne technik instalační firmy. I když je jejich pořizovací cena o něco vyšší, aktuálně jsou nejefektivnějším typem solární baterie na trhu.

Co je to virtuální baterie

Virtuální baterie funguje na stejném principu jako solární baterie. Nabízí možnost uložit si přebytečnou elektrickou energii „na horší časy“. Rozdíl je v tom, že ji neukládá do akumulátoru, který fyzicky stojí u vás doma, ale do distribuční sítě. Dodavatel elektrické energie vaši přebytečnou elektřinu převezme, virtuálně uskladní (tedy ne tak úplně, ale o tom za chvilku), a až ji budete v noci nebo v zimě potřebovat, tak si ji od něj zase vyzvednete.

Není to ale zdaleka tak přímočaré, jak to může znít. Dodavatel vaši energii nemůže v síti jen tak odložit, místo toho pro ni najde zákazníka. Jakmile se rozhodnete, že chcete svou energii využít, dodavatel ji pro vás musí sehnat a koupit. To všechno něco stojí – a samozřejmě to zaplatíte vy. Za virtuální baterii, distribuční náklady, poplatky a daně dodavateli platíte.

Kdo nabízí virtuální baterie

Virtuální baterii nabízí někteří dodavatelé energií, v současnosti jsou to E.ON a ČEZ. Pokud chcete využívat virtuální baterii některého z dodavatelů, musíte u daného dodavatele mít také smlouvu na odběr elektřiny ze sítě – tedy být jeho zákazníkem. Distributor vám pak na konci roku vyúčtuje cenu odebrané elektřiny sníženou o energii dodanou do sítě.

Kolik stojí virtuální baterie

Do ceny virtuální baterie se promítá celá řada faktorů. Celková cena elektrické energie se kromě ceny samotné silové elektřiny skládá také z distribučních nákladů, daní a poplatků. A i když vaše elektřina, kterou jste do sítě poslali, je při vyzvedávání samozřejmě zdarma, všechny související náklady platíte.

K tomu připočtěte poplatek za samotnou službu virtuální baterie – u společnosti ČEZ je to v současné době paušálních 199 Kč, u firmy E.ON platíte podle využitých megawatthodin za rok, 1 MWh/rok vás vyjde na 49 Kč měsíčně, 2 MWh 99 Kč, ale jakmile jen o trošinku přesáhnete 4 MWh, už se dostáváte na 499 Kč za měsíc.

Vyplatí se virtuální baterie?

Vyvstává tedy otázka, zda se virtuální baterie oproti solární baterii vyplatí. A odpověď samozřejmě není jednoznačná.

V první řadě záleží na aktuálních cenách energie. Před několika lety, kdy byly ceny elektřiny poměrně nízko, se majitelům fotovoltaik nevyplatilo ukládat vyrobenou elektřinu do virtuálních baterií. Cena všech souvisejících nákladů a poplatků ve výsledku převýšila cenu silové elektřiny. Bylo tak výhodnější od dodavatele elektřinu odebírat než ji u něj akumulovat.

To se ale změnilo počátkem roku 2021, kdy ceny energií raketově vzrostly. Distribuční náklady a poplatky najednou byly v porovnání s cenou samotné elektřiny zanedbatelné a virtuální baterie se začaly některým zákazníkům vyplácet.

V současnosti se vám virtuální baterie vyplatí, pokud platíte vysokou cenu silové elektřiny – tzn. pokud vás 1 kWh odebrané elektřiny vyjde dráž než 1 kWh uložené a „vyzvednuté“ elektřiny (se všemi poplatky). Rozhodně se ovšem nevyplatí při malém množství uložené energie, konkrétně do zhruba 1 000 kWh ročně.

Virtuální vs. solární baterie: Která je lepší?

Za nás je to celkem jasné – z vyrobené elektřiny těžíte nejvíc, pokud ji využíváte jen vy. Jakmile ji pošlete do sítě, začíná na ní vydělávat i dodavatel, a vy jste navíc odkázáni na jeho služby. Abychom ale virtuální baterii nekřivdili, v některých situacích může být praktická a výhodná.

Na virtuální baterii je výhodné to, že na rozdíl od solární baterie prakticky nemá žádný limit. Nahrává jí také to, že solární baterie má poměrně vysoké náklady na pořízení. A pokud máte opravdu hodně přebytků, může pro vás být virtuální baterie skutečně výhodná.

Nespornou výhodou solární baterie oproti virtuální je schopnost zálohovat energii pro případ výpadku elektřiny. To virtuální baterie nedokáže – když neběží distribuční síť, tak se k vám elektřina z virtuální baterie zkrátka nedostane.

Proti virtuální baterii hovoří také určitá ztráta nezávislosti. Soběstačnost a nezávislost na distributorech je podle nás jeden z hlavních důvodů, proč si vůbec fotovoltaickou elektrárnu pořídit. Pokud ale odevzdáváte své přebytky do sítě místo toho, abyste je spotřebovali nebo uložili ve vlastní solární baterii, stáváte se závislými na tom, jak dodavatel nastaví ceny a podmínky využívání virtuální baterie.

Máte zájem o fotovoltaickou elektrárnu?

Blog

4 května, 2023by Filip Štoss0 Comments

Zvýšení efektivity solárních panelů

Fotovoltaika je skvělý způsob, jak vyrábět obnovitelnou energii, ušetřit peníze a získat určitou soběstačnost. Přesto stále čelí řadě limitů a výzev, jako je závislost na množství slunečního záření nebo právě efektivita solárních panelů. Přečtěte si, co to efektivita solárních panelů je, co ji ovlivňuje a na čem vědci aktuálně pracují, aby účinnost fotovoltaiky posunuli zase o pár procent dál.

Co se v článku dozvíte:

Co je to efektivita solárních panelů

Efektivita solárních panelů vyjadřuje, jak velká část slunečního světla, které na ně dopadá, se skutečně přemění v elektrickou energii. Je to důležitý údaj o fotovoltaické elektrárně. Vyšší efektivita solárních panelů znamená, že ze stejného množství fotonů slunečního záření vyrobí více elektřiny.

Jak se zvyšovala efektivita solárních panelů

Když ve druhé polovině 19. století vznikaly první fotovoltaické články, nebyla jejich účinnost ani jedno procento. Na to se vyšplhaly až kolem roku 1940.

Trvalo až do roku 1954, než solární články začaly být využitelné pro výrobu elektrické energie, a to tehdy dosahovaly 6% efektivity. V další dekádě se efektivita solárních panelů přehoupla přes hranici 10 %, ale opravdový boom nastal až na přelomu století.

Dnes se u běžných, komerčně používaných solárních článků setkáváme s efektivitou okolo 20 %. To znamená, že část slunečního záření, které na solární panel dopadne, se přemění na teplo, část jím jen projde a zhruba pětina se skutečně absorbuje.

Jak lze zvýšit efektivitu solárních panelů

Zvyšování efektivity solárních panelů je dnes ve fotovoltaice jedním z hlavních témat. Čeští vědci před několika lety dokázali pomocí přesunutí stříbrných pásek na vrchní části solárních článků zvýšit efektivitu panelů až na 25,4 % a efektivita těch nejúčinnějších fotovoltaických článků už se dnes vyšplhala na 48 % – zatím ovšem pouze v přísně kontrolovaných laboratorních podmínkách.

Pojďme si vysvětlit několik způsobů, jak je možné zvýšit efektivitu solárních panelů i u běžných domácích fotovoltaických elektráren.

Efektivnější umístění solárních panelů

Umístění a úhel solárních panelů může ovlivnit jejich efektivitu. Čím více slunečního záření na fotovoltaické články dopadá, tím více elektrické energie vyrábějí.

Proto se v ideálních případech solární panely instalují na část střechy, která je orientovaná na jih. V žádném případě to ale neznamená, že na ostatních světových stranách nebude vyrábět elektřinu. S dnešními technologiemi už ani orientace střechy východ-západ nepředstavuje velký problém. A dokonce i na severní straně vám solární panely budou produkovat elektřinu.

I úhel sklonu, ve kterém jsou solární panely instalovány, ovlivňuje, kolik světla na ně dopadá. Při instalaci záleží na tom, kde jsou solární panely umístěny nebo jaký je sklon střechy, ale v našich podmínkách se jako ideální úhel sklonu solárních panelů udává 35 °.

Velikost solárních panelů

Velikost plochy solárního panelu může do určité míry ovlivnit jeho efektivitu. Obecně ale pořizování větších solárních panelů nedoporučujeme. Jsou náchylnější k degradaci a také jsou na ně většinou poskytovány kratší záruky. Rozměry solárních panelů se už v dnešní době nepovažuje za účinný způsob zvýšení efektivity solárního panelu.

Mnohem lepším řešením je například double profilování. To znamená, že solární panel je pokryt fotovoltaickými články z obou stran, a dokáže tak absorbovat sluneční záření a vyrábět elektřinu na obou stranách. Takové řešení zvyšuje efektivitu solárních panelů lépe než větší rozměr, ale zároveň je potřeba počítat s vyššími náklady na instalaci.

V jakých teplotách jsou solární panely nejefektivnější?

Spousta lidí předpokládá, že solární panely pracují nejlépe ve vyšších teplotách, a když naopak mrzne, tak se jejich efektivita snižuje. Ale tak tomu rozhodně není.

Solární panely dosahují nejvyšší efektivity při teplotě okolo 25 °C. Pokud teploty stoupnou nad tuto hodnotu, účinnost solárních panelů klesá. Během horkých letních dnů ale obvykle intenzivně svítí slunce, které pokles efektivity vyrovná.

Zároveň platí, že se o efektivitu solárních panelů nemusíte bát v zimě. I když se fotovoltaika v zimě potýká se spoustou problémů, jako je nedostatek slunečního záření a kratší dny, nízké teploty mezi ně nepatří.

Snižuje prach a špína efektivitu solárních panelů?

Solární panely jsou na střeše vystaveny působení nejrůznějších vnějších vlivů. Kromě deště a větru se také musí vyrovnávat s prachem, špínou, pylem a dalším nánosem. Nejspíš už vás napadlo, jestli je zašpiněný solární panel méně efektivní než čistý – a jestli byste tím pádem měli solární panely co nejčastěji čistit.

Nás to samozřejmě napadlo také, a rovnou jsme se rozhodli to vyzkoušet na panelech, které byly znečištěné nejen pylem, ale také prachem ze stavby na vedlejším pozemku. Po důkladném umytí jejich výkon stoupl o celá 3 %. Jenže hned pár minut nato se vrátil do původních hodnot. Ukázalo se, že krátkodobé zvýšení efektivity způsobilo ochlazení solárních panelů při mytí. Běžný prach a znečistění tedy efektivitu solárních panelů nijak nesnižuje.

Problém může nastat se sněhem. Pokud solární panely překryje silná vrstva sněhu, pak budete muset počítat s úklidem nebo sníženou efektivitou. K takovým situacím ale dochází téměř výhradně ve vysokohorských oblastech.

Materiály solárních panelů s vyšší efektivitou

Nejúčinnější cesta, jak zvýšit efektivitu solárních panelů, je využití efektivnějších materiálů. A právě na nové materiály a technologie se výzkum efektivity fotovoltaiky soustředí nejvíce.

Nanotechnologie a efektivita solárních panelů

Velkou oblast současného výzkumu v oblasti fotovoltaiky představují nanotechnologie. Nanotechnologie využívají velmi malé struktury (pro představu o velikosti asi tisíciny lidského vlasu), které se díky svým rozměrům chovají jinak než běžné materiály.

Nanotechnologie mají výhodnější poměr povrchu a objemu. To jim pomáhá lépe absorbovat fotony, které dopadají na solární články. V praxi to znamená, že se větší množství slunečního záření, které na solární panely dopadne, přemění v elektrickou energii. Kromě toho mají nanotechnologie mimořádné elektrické a optické vlastnosti, které z nich dělají skvělý vodič.

Nanotechnologie se pro zvýšení efektivity solárních panelů mohou využívat například v podobě:

Nanovrstva pro solární panely

Nanovrstva je ochranná bariéra, která se nanáší na solární panel. Odpuzuje vlhkost a mastnotu, odolává korozi a blokuje UV záření. Kromě toho chrání solární panel před poškozením a poškrábáním.

V Ilios nabízíme aplikaci nanovrstvy Impasolar® NCR, která po jediné aplikaci vydrží až 5 let. Podle testování, které provedla nezávislá firma, jsou solární panely ošetřené nanovrstvou Impasolar NCR až o 17 % efektivnější než bez ošetření.

Nanovlákna pro solární panely

Dalším způsobem, jak zvýšit efektivitu solárních panelů s využitím nanotechnologií, jsou nanovlákna. Díky poměru povrchu a objemu absorbují více slunečního záření než běžné tenkovrstvé solární články a je možné jejich povrch upravit tak, aby dokázaly zachycovat světlo v širším rozsahu vlnových délek.

Nanotrubice pro solární panely

Nanotrubice zvyšují efektivitu solárních panelů tím, že slouží jako vynikající vodič a zefektivňují proudění elektronů ve fotovoltaickém článku.

Černá vs. stříbrná: barva rámu panelu ovlivňuje efektivitu

Solární panely se nejčastěji vyrábějí buď ve verzi se stříbrným rámem, nebo v celočerném provedení. Barva panelů má kromě designového hlediska vliv také na jejich efektivitu, a to zejména v zimě.

Černá barva totiž lépe absorbuje sluneční záření, zatímco stříbrné rámy část dopadající světlo naopak odrážejí. Nejlépe viditelné je to v zimě, když solární panely trochu zapadají sněhem. Na černých panelech sníh roztaje rychleji než na stejně velkých a stejně umístěných stříbrných panelech.

U nás používáme celočerné solární panely Trina 415Wp, se kterými dostanete maximální efektivitu.

Máte zájem o fotovoltaickou elektrárnu?

Blog

27 dubna, 2023by Filip Štoss0 Comments

Fotovoltaické elektrárny a stavební povolení

Je nutné stavební povolení pro domácí fotovoltaickou elektrárnu?

Plánujete si pořídit fotovoltaickou elektrárnu a tápete v tom, jaká povolení pro ni potřebujete? Licenci pro výrobu elektřiny, územní rozhodnutí, nebo dokonce stavební povolení? Přečtěte si, co všechno musí elektrárna splňovat, jaké změny platí od ledna 2023 a zda je nutné mít pro domácí fotovoltaickou elektrárnu stavební povolení.

Co se v článku dozvíte:

Jaká povolení jsou pro fotovoltaickou elektrárnu potřeba
Kdy je potřeba stavební povolení pro fotovoltaickou elektrárnu
Stavební povolení pro fotovoltaickou elektrárnu v chráněných zónách
Licence pro výrobu a prodej elektřiny
Kdy tedy potřebujete na fotovoltaickou elektrárnu stavební povolení?
Může za vás Ilios obstarat stavební povolení pro domácí fotovoltaickou elektrárnu?

Jaká povolení jsou pro fotovoltaickou elektrárnu potřeba

Jaké povolení bude právě vaše fotovoltaická elektrárna potřebovat nebo zda k ní bude nutné zajistit stavební povolení, záleží na několika faktorech, které si vysvětlíme v článku. Nejdřív ale pojďme objasnit základní pojmy, se kterými se při instalaci fotovoltaické elektrárny (nebo při jakékoliv jiné stavbě) můžete setkat – stavební povolení a územní rozhodnutí.

Co je to stavební povolení

Stavební povolení je souhlas s realizací stavby nebo stavební úpravy, který se vydává na základě stavebního řízení. Určuje podmínky, za jakých je možné stavbu realizovat a užívat. Při stavebním řízení se posuzuje konkrétní podoba stavby, její technické parametry, bere se v úvahu i soulad s okolím a územním plánem, napojení na infrastrukturu a další faktory.

Stavební povolení vydává příslušný Stavební úřad. Jakmile stavební povolení nabyde platnosti, je nutné do 2 let zahájit schválenou stavbu.

Co je územní rozhodnutí

Územní řízení, které předchází územnímu rozhodnutí, je o něco jednodušší než stavební řízení. Zkoumá, jestli je záměr stavby v souladu s územním plánem, jakým způsobem ovlivní životní prostředí a jak zapadne do okolní zástavby nebo krajiny.

Kdy je potřeba stavební povolení pro fotovoltaickou elektrárnu

O nutnosti stavebního povolení na fotovoltaickou elektrárnu rozhoduje zejména to, jak ji vidí stavební zákon. Podle něj může fotovoltaická elektrárna být buď samostatnou stavbou, nebo změnou dokončené stavby. Podívejme se, jak se to uplatňuje v praxi.

Stavební povolení pro samostatně stojící fotovoltaickou elektrárnu

Jako samostatně stojící fotovoltaiku si můžeme představit například fotovoltaickou elektrárnu na poli, vinici, zkrátka takzvaně na zelené louce. Takový typ elektrárny se používá k pohánění průmyslových budov, firemních objektů i menších komunit.

Samostatně stojící fotovoltaická elektrárna je považována za samostatnou stavbu. Její realizaci musí umožňovat územní plán a fotovoltaická elektrárna nesmí snižovat kvalitu okolního životního prostředí.

Dříve bylo potřeba pro tento typ fotovoltaické elektrárny získat územní rozhodnutí, a pokud výkon fotovoltaiky přesahoval 20 kW, pak rovněž stavební povolení. Novela, která vešla v platnost v lednu 2023, tyto požadavky ruší. Pokud jsou dodrženy podmínky, které zákon stanovuje pro instalaci fotovoltaiky jako stavební úpravy, a instalovaný výkon elektrárny nepřesahuje 50 kW, pak není nutné o povolení žádat.

Stavební povolení pro FVE na střeše budovy, která ji nevyužívá

Další variantou je umístění fotovoltaické elektrárny na střechu budovy, která nevyužívá vyrobenou elektřinu a slouží pouze jako nosná konstrukce pro fotovoltaiku. V takovém případě je fotovoltaická elektrárna – stejně jako v první možnosti – považována za samostatnou stavbu. Platí pro ni stejná pravidla jako pro fotovoltaickou elektrárnu na zelené louce.

K situaci, kdy je fotovoltaická elektrárna umístěna na střeše budovy, která ji nevyužívá, může dojít například pokud je v oblasti nedostatek volných ploch, na kterých by bylo možné postavit volně stojící elektrárnu.

Domácí fotovoltaická elektrárna bez stavebního povolení

Dostáváme se k variantě domácí fotovoltaické elektrárny, která je umístěna na rodinném nebo bytovém domě, budově firmy a podobně. V takovém případě se většinou jedná o tzv. stavební úpravu a fotovoltaika je považována za technické zařízení stavby, stejně jako např. vytápění.

Aby bylo možné fotovoltaickou elektrárnu realizovat jako stavební úpravu, je potřeba, aby splňovala tyto podmínky:

Nezasahuje do nosných konstrukcí stavby.
Nemění způsob užívání stavby.
Nevyžaduje posouzení vlivu na životní prostředí.
Jsou splněny podmínky požární bezpečnosti podle prováděcího právního předpisu.
Stavba není kulturní památkou.

Pokud fotovoltaika splní všechny uvedené podmínky a její instalovaný výkon nepřesahuje 50 kW, není potřeba stavební povolení, územní rozhodnutí ani ohlášení stavebnímu úřadu. Pokud by některou z podmínek nesplnila, vztahuje se i na domácí fotovoltaickou elektrárnu povinnost ohlášení nebo získání stavebního povolení a následné kolaudace stavby. U střešních fotovoltaik ale většinou nebývá splnění požadavků problém.

Stavební povolení pro fotovoltaickou elektrárnu v chráněných zónách

Pokud plánujete instalovat fotovoltaickou elektrárnu v chráněné krajinné oblasti, v národním parku nebo v památkové zóně, platí pro ni jiná pravidla. Fotovoltaika totiž nesmí narušovat ráz krajiny nebo kulturní a historické hodnoty.

Na fotovoltaickou elektrárnu v CHKO nebo památkové zóně potřebujete stavební povolení nebo ohlášení a územní souhlas. Stavební úřad v tomto případě spolupracuje s dalšími příslušnými orgány, jako je správa národního parku, správa CHKO nebo Národní památkový ústav).

Fotovoltaická elektrárna a stavební povolení v památkové zóně

Získání povolení ke stavbě fotovoltaické elektrárny v památkové zóně může být složitější. Fotovoltaické panely by neměly být vůbec vidět z veřejných prostranství, ulic a podobně, musí být instalovány podélně se sklonem střechy a nesmí působit nesourodě. Ale nic není nemožné. Při splnění podmínek je velmi pravděpodobné, že fotovoltaická elektrárna povolení získá i v památkové zóně.

Věděli jste, že na střeše Národního divadla, které je kulturní památkou, jsou umístěné fotovoltaické panely?

Při umisťování fotovoltaické elektrárny v chráněných a památkových oblastech hraje roli i vzhled panelů. Fotovoltaické panely se stříbrným rámem jsou často považovány za narušení celkového vzhledu a mohou být spíše zamítnuty. Toho se u nás nemusíte bát – používáme celočerné fotovoltaické panely Trina 415Wp, které nabízejí nejen špičkovou kvalitu, ale také elegantní vzhled.

Licence pro výrobu a prodej elektřiny

Až do ledna 2023 platilo, že u fotovoltaických elektráren s instalovaným výkonem nad 10 kW jste potřebovali nejen stavební povolení, ale také licenci na výrobu elektřiny. Musely si ji zařizovat nejen podniky a větší subjekty, ale mnohdy i běžné domácnosti, které potřebovaly fotovoltaiku s vyšším výkonem.

Novelou zákona se limit instalovaného výkonu fotovoltaické elektrárny, při kterém potřebujete povolení od Energetického regulačního úřadu, zvýšil na 50 kW.

Kdy tedy potřebujete na fotovoltaickou elektrárnu stavební povolení?

Je nám jasné, že při tolika možných kombinacích je náročné udržet si přehled o tom, zda vaše fotovoltaická elektrárna stavební povolení a další formální náležitosti potřebuje, nebo ne.

Stavební povolení či ohlášení stavebnímu úřadu je nutné v případě, že výkon fotovoltaické elektrárny přesahuje 50 kW. Dále je potřeba si vyřídit územní souhlas nebo rozhodnutí o umístění stavby a následně fotovoltaická elektrárna vyžaduje kolaudaci. Při instalovaném výkonu nad 50 kW navíc potřebujete licenci na výrobu elektřiny.

Územní souhlas a ohlášení nebo stavební povolení musíte rovněž řešit u fotovoltaické elektrárny v chráněném území, památkové rezervaci či památkové zóně a také u fotovoltaické elektrárny do 50 kW jako součásti stavby, pokud nesplňuje některou z požadovaných podmínek.

Může za vás Ilios obstarat stavební povolení pro domácí fotovoltaickou elektrárnu?

Pokud si pro realizaci a instalaci fotovoltaické elektrárny vyberete firmu Ilios, nemusíte se stavebním povolením a další administrativou vůbec zabývat. Vyřídíme totiž vše za vás – od žádosti o dotace přes připojení k distribuční síti až po licenci a případné stavební povolení pro vaši fotovoltaickou elektrárnu.

Máte zájem o fotovoltaickou elektrárnu?

Blog

21 dubna, 2023by Filip Štoss0 Comments

Fotovoltaické panely a zimní provoz

Fotovoltaické elektrárny jsou u nás stále rozšířenějším způsobem získávání elektrické energie. Jediné, co potřebují ke svému fungování, je sluneční záření. A to je jejich největší výhodou i nevýhodou zároveň. Co se v fotovoltaikou stane ve chvíli, kdy je slunečního svitu pomálu – například v zimě? Přečtěte si o tom, jak fungují fotovoltaické panely v zimním provozu a zda se fotovoltaika i přes zimu stále vyplatí.

Co se v článku dozvíte?

Jak funguje fotovoltaický panel
Fotovoltaické panely a zimní slunce
Co když fotovoltaické panely zakryje sníh
Fotovoltaické panely v zimních teplotách
Který typ fotovoltaických panelů funguje v zimním provozu nejlépe?
Je možné v zimě instalovat fotovoltaické panely?
Co když fotovoltaické panely nepokryjí zimní spotřebu
Fotovoltaika se i v zimním provozu vyplatí

Jak funguje fotovoltaický panel

Fotovoltaický panel je klíčovou součástí fotovoltaické elektrárny. Jeho úkolem je absorbovat sluneční záření a přeměňovat ho na elektrickou energii. Jádrem fotovoltaického panelu jsou solární články – polovodiče, které při působení slunečního záření vytvářejí napětí a generují elektrický proud. Vrstvu solárních článků chrání vrstva z průhledného skla nebo plastu, která nebrání v průchodu slunečních paprsků, ale zároveň brání poškození článků.

Když na solární článek ve fotovoltaickém panelu dopadne foton slunečního záření, dojde k excitaci elektronů v polovodiči. To vytvoří v materiálu elektrické napětí. Napětí přechází přes kovový vodič do měniče, kde se mění na střídavý proud, který lze následně využít k napájení elektrických zařízení.

Přečtěte si více o tom, jak fungují solární články.

Fotovoltaické panely v zimním provozu

Fotovoltaické panely jsou efektivní způsob, jak vyrábět udržitelnou elektrickou energii a přiblížit se energetické nezávislosti. Jediné, co k tomu potřebují, je sluneční záření. Ale – to je jejich hlavní výhodou i nevýhodou zároveň.

Když slunce nesvítí, nemají fotovoltaické panely z čeho generovat energii. Problém tak může nastat v noci, za deštivého dne, ale také v zimě. Pojďme se podívat, s jakými překážkami se fotovoltaické panely v zimním provozu potýkají.

Fotovoltaické panely a zimní slunce

Největším problémem provozu fotovoltaických panelů v zimě je menší množství slunečních paprsků, které na ně dopadají. V zimě je sluneční svit mnohem slabší než v létě a slunce během zimních měsíců zdaleka nevykoukne každý den. A i když se dočkáme slunečného zimního dne, slunce svítí kratší dobu a je níže nad obzorem, takže paprsky nedopadají na fotovoltaický panel v optimálním úhlu.

Nemusíte se ale bát, že by fotovoltaické panely v zimě nevyrobily vůbec žádnou elektřinu. Nepotřebují k tomu totiž úplně jasnou oblohu bez mráčku, i když je pro jejich výkon samozřejmě lepší. I když se vám zdá, že slunce vůbec nesvítí, stále je rozptýlené v mracích a v atmosféře. A fotovoltaické panely dokážou pochytat i tyto sluneční paprsky. Nevyrobí z nich sice tolik elektřiny, ale něco málo ano.

Co když fotovoltaické panely zakryje sníh

Další překážkou, která může fotovoltaický panel v zimním provozu potkat, je sněhová pokrývka. Pokud sníh kompletně přikryje plochu panelu, sluneční paprsky k němu prakticky neproniknou a fotovoltaická elektrárna přestane vyrábět elektřinu.

V praxi ale k takové situaci dochází skutečně málokdy – a když už, tak pouze ve vysokohorských oblastech a při opravdu vytrvalém sněžení. Fotovoltaické panely jsou totiž instalovány v úhlu 30–45 °, takže sníh z panelu vlivem gravitace většinou jednoduše sklouzne.

Odklízení sněhu z fotovoltaických panelů

Pokud se stane, že fotovoltaické panely zahalí sněhová peřina, může být potřeba sníh odklidit. Vždy ale myslete nejprve na bezpečnost. Dávejte si pozor na uklouznutí, pád ze střechy a na to, aby pod střechou při ometání sněhu nikdo nestál. Také je nutné chránit samotné panely, které můžete při neopatrném odklízení sněhu poškodit nebo poškrábat.

Fotovoltaické panely v zimních teplotách

V zimě se také dají očekávat mrazivé teploty. Máme pro vás ale dobrou zprávu. Zima a chlad fotovoltaickým panelům totiž ani trochu nevadí – ba naopak.

Fotovoltaické panely fungují nejlépe při teplotě do 25 °C. Když se v létě teploty vyšplhají výš, jejich účinnost klesá. Rozpálený solární panel na přímém červencovém slunci tak pracuje až o čtvrtinu méně efektivně než stejný panel v příjemných květnových teplotách.

Takže i když chladné teploty způsobují lecjaké komplikace, o fotovoltaické panely se v zimním mrazu bát nemusíte. Pracují naopak ještě eefektivněji než v létě.

Který typ fotovoltaických panelů funguje v zimním provozu nejlépe?

U fotovoltaických panelů v zimním provozu záleží na vzhledu – konkrétně na vzhledu jejich rámu. Rám panelu může být černý nebo stříbrný, což má kromě designu vliv i na fungování fotovoltaických panelů, zejména v zimě.

Černá barva přispívá k rychlejšímu zahřívání panelu při prvním náznaku slunečních paprsků. Největší rozdíl je vidět v případě, že nasněží. Sníh na černých panelech taje rychleji než na panelech se stříbrným rámem.

I z toho důvodu používáme celočerné fotovoltaické panely Trina 415Wp. Můžete se tak spolehnout na vyšší výkon v zimním provozu – a díky tomu, že Trina patří dlouhodobě mezi nejlepší 3 výrobce panelů na světě, také na stoprocentní kvalitu.

Je možné v zimě instalovat fotovoltaické panely?

Zkušená instalační firma nebude mít s instalací fotovoltaiky v zimních měsících žádný problém. Dokáže připravit vše, co je k úspěšné instalaci potřeba, a zajistit svým zaměstnancům bezpečné podmínky, i když jsou teploty hluboko pod nulou.

Co když fotovoltaické panely nepokryjí zimní spotřebu

Pravdou zůstává, že v našich podmínkách je prakticky nemožné, aby fotovoltaická elektrárna v zimě vyráběla dostatek elektrické energie pro vaši spotřebu. Dny jsou krátké, slunečního svitu je málo a někdy k tomu všemu fotovoltaické panely přikryje sníh. Pokud chcete fotovoltaiku v zimě využívat, budete potřebovat kvalitní akumulátor, který bude vyrobenou energii ukládat na horší časy.

V situaci, kdy fotovoltaická elektrárna vyrábí více energie, než zvládnete spotřebovat, se přebytky eletřiny ukládají do připojené baterie. Jakmile dojde k tomu, že slunce přestane svítit, elektrárna začne využívat energii, kterou si uložila v baterii.

Přečtěte si více o zálohování pomocí fotovoltaické elektrárny.

Fotovoltaika zimní provoz zkrátka sama neutáhne. Kromě akumulátoru, který vám umožní využít naplno alespoň to málo energie, které fotovoltaické panely v zimě vyrobí, je tak ve většině případů nutné pokrýt zbylou spotřebu z distribuční sítě.

Přečtěte si více o připojení FVE do distribuční sítě.

Fotovoltaika se i v zimním provozu vyplatí

Fotovoltaické panely v zimním provozu fungují trochu jinak v létě. Jejich efektivita sice při nízkých teplotách mírně stoupá, ale celkově je v zimních měsících nižší.

Na fotovoltaické panely nedopadá tolik slunečních paprsků, protože je sluneční záření v zimě slabší. Zimní slunce navíc vychází později, zapadá dříve a zůstává během dne nízko nad obzorem, takže jeho paprsky nedopadají na solární panel v optimálním úhlu. V horských oblastech může dojít k tomu, že fotovoltaiku kompletně překryje sněhová pokrývka, a k solárním panelům se tak nedostane žádné sluneční záření.

V našich podmínkách fotovoltaické panely v zimním provozu pracují přibližně na 20 % svého výkonu. Majitelé fotovoltaiky se tak v zimě nemohou spolehnout pouze na elektřinu z vlastní elektrárny a počítat s úplnou energetickou soběstačností. Neznamená to ale, že by vám přes zimu byla fotovoltaická elektrárna úplně k ničemu. Stále pracuje, i když s menší účinností, a alespoň část vaší spotřeby energie dokáže vykrýt. I s nižší zimní efektivitou stále platí, že investice do fotovoltaické elektrárny se vám průměrně za 6–7 let vrátí.

Máte zájem o fotovoltaickou elektrárnu?

Blog

3 dubna, 2023by Filip Štoss0 Comments

Nanotechnologie pro FVE

Slyšeli jste už o využití nanotechnologií ve fotovoltaice? Jedná se o malé částečky, které ale mohou mít velký vliv. Na účinnost elektrárny, odolnost i životnost solárních panelů. Přečtěte si, jak fungují a jaké jsou možnosti využití nanotechnologií pro FVE.

Co se v článku dozvíte:

Co jsou nanotechnologie

Pojem nanotechnologie zahrnuje oblast vědy, která se zabývá využitím struktur o velikostech od 1 do 100 nanometrů. Pro představu – kdybychom na sebe naskládali tisíc struktur o velikosti 100 nanometrů, získali bychom přibližnou tloušťku jednoho lidského vlasu.

Materiály v nanorozměrech vykazují jiné vlastnosti a chování než ve větším měřítku. Je to dáno mimo jiné tím, že mají velký povrch v poměru ke svému objemu. Znamená to mimo jiné třeba to, že lépe absorbují světlo, pomáhají stabilizovat materiály, jsou silnější a flexibilnější a mají lepší elektrické vlastnosti.

Nanotechnologie mají díky těmto vlastnostem širokou škálu využití v celé řadě oborů, včetně elektroniky, medicíny, ekologie nebo právě fotovoltaiky.

Jak se dají využít nanotechnologie pro FVE

Obliba fotovoltaických elektráren v posledních letech raketově roste. Nabízejí jednoduchý způsob, jak se přiblížit energetické nezávislosti, ušetřit za elektřinu a šetřit při tom všem přírodu. I přes desítky let usilovného vývoje nových a lepších technologií se ale fotovoltaika stále potýká s několika problémy – zejména co se týče účinnosti a životnosti solárních panelů.

Jednou z největších oblastí vývoje v oblasti fotovoltaiky je účinnost fotovoltaických panelů. Solární články totiž nejsou schopny absorbovat všechny fotony slunečního světla, které na ně dopadají. Část fotonů článkem jen projde, část se přemění na teplo a jen část z nich se absorbuje a přemění v elektrickou energii. Ty nejúčinnější solární elektrárny v současnosti dosahují efektivity okolo 20 %. To znamená, že jen pětina světla, které na solární článek dopadne, se přemění v elektrickou energii.

Další výzvou, které fotovoltaické elektrárny čelí, je životnost fotovoltaických panelů. Solární panely postupem času ztrácejí na účinnosti. I když mohou sloužit i několik desetiletí, jejich efektivita každým rokem mírně klesne. Navíc jsou vystaveny působení vnějších vlivů a všech rozmarů počasí.

Přečtěte si: Jaká je životnost fotovoltaických panelů?

Nanotechnologie slibují řešení těchto problémů FVE. Mají výhodnější poměr povrchu k objemu, jsou tak účinnější v interakci se světlem a lépe absorbují fotony, které dopadají na solární panely. Tímto způsobem zajišťují, že se větší množství slunečního záření po dopadu na solární článek přemění v elektrickou energii.

Příznivý poměr povrchu a objemu pomáhá nanotechnologiím při separaci a akumulaci náboje v solárním článku, což ve výsledku generuje elektrickou energii. Kromě toho lze u nanomateriálů vytvořit mimořádné elektrické a optické vlastnosti, díky nimž se z nich stává vynikající vodič, který velmi efektivně přenáší elektrický náboj.

Další – a zdaleka ne poslední – věcí, kterou mohou nanotechnologie pro FVE udělat, je zlepšení jejich odolnosti a životnosti. Nanomateriály lze využít při výrobě fotovoltaických panelů ke zlepšení mechanických vlastností a vytvoření odolnějších instalací. Velmi užitečné je také nanesení nanovrstvy, která chrání panely proti působení koroze, oxidace i UV záření a zjednodušuje jejich údržbu.

V jakých konkrétních podobách pomáhají nanotechnologie zlepšovat účinnost a životnost FVE?

Nanovrstva pro fotovoltaické panely

Fotovoltaické panely jsou denně vystavovány působení vnějších vlivů – vítr, prach, déšť, pyl a dokonce i sluneční záření jim ani trochu neprospívají. A i když neexistuje způsob, jak je před náročnými podmínkami schovat, můžete je alespoň chránit.

Nanovrstva je ochranná bariéra, která odpuzuje vlhkost a mastnotu, odolává korozi a blokuje UV záření. Vyrábí se z nanomateriálů, jako jsou oxid křemičitý, oxid titaničitý a oxid zinečnatý, v kombinaci s polymery. Ty vytvoří na panelu „nový“, pro nás neviditelný povrch, který nijak nebrání pronikání fotonů. Aplikací nanovrstvy chráníte fotovoltaické panely před poškozením a prodlužujete jejich životnost.

V ILIOS nabízíme aplikaci nanovrstvy Impasolar® NCR

Protože jsme si vědomi toho, čemu všemu musí solární panel odolávat a jak mu při tom mohou nanotechnologie pomoci, máme v nabídce ošetření technologií Impasolar® NCR. Jedná se o keramickou hydrofobní a oleofobní zpevňující ochranu fotovoltaických panelů, která po jediné aplikaci vydrží až 5 let.

Solární panel je po ošetření nanotechnologií v podstatě samočisticí. Protože odpuzuje vodu, tak po něm kapky deště nebo rosy rovnou stékají a nabalují na sebe veškeré nečistoty. Povlak navíc zpevňuje povrch panelu a chrání ho před poškrábáním.

Prohlédněte si nabídku nanotechnologií pro FVE.

Zajímá vás, jak efektivní je ošetření fotovoltaických panelů nanotechnologií? A právě proto provedla nezávislá firma testování účinnosti ošetřených panelů v porovnání s neošetřenými. Fotovoltaické panely ošetřené nanovrstvou Impasolar dosáhly o 17 % vyššího výkonu než stejná plocha panelů bez jakékoliv péče a údržby. Nanotechnologie pro vaši FVE se opravdu vyplatí!

Nanovlákna pro FVE

Nanovlákna jsou jedním z typů nanostrukturovaných materiálů, které lze ve FVE využít. Nanovlákna mají obvykle tloušťku několika nanometrů a délku v řádech mikrometrů.

Ačkoliv je v souvislosti s nanotechnologiemi zvláštní používat slovo velký, nanovlákna mají v porovnání se svým objemem poměrně velký povrch. Mohou díky tomu na jednotku objemu absorbovat více slunečního záření než běžné tenkovrstvé solární články. Kromě toho je možné jejich povrch upravit tak, aby zachycoval světlo v širším rozsahu vlnových délek. To všechno znamená, že nanovlákna pomáhají FVE přeměňovat co nejvíce dopadajících slunečních paprsků na elektrickou energii.

Nanotrubice pro FVE

Nanotrubice jsou duté válcovité struktury s průměrem několika nanometrů a délkou v řádu mikrometrů až milimetrů, nejčastěji vyrobené z uhlíku. Fungují jako vynikající vodič, takže ve fotovoltaickém článku zefektivňují proudění elektronů. Solární článek má při použití nanotrubek vyšší výkon a generuje více elektrického proudu.

Kromě vodivosti vykazují nanotrubice vysokou mechanickou pevnost, tepelnou vodivost a chemickou stabilitu. Díky tomu najdou využití také v ochranných nátěrech fotovoltaických panelů a jako výztuž kompozitních materiálů v panelech.

Jakým výzvám čelí využití nanotechnologií ve fotovoltaice?

Nanotechnologie slibují v oblasti fotovoltaiky velké pokroky. Do budoucna by mohly přinést výrazné zvýšení účinnosti, ochránit fotovoltaiku před vnějším poškozením a prodloužit životnost fotovoltaických panelů. V současné době se ale vývoj nanotechnologií stále potýká s výzvami a limity, které je potřeba vyřešit, než se nanotechnologie stanou nedílnou součástí FVE.

Jedním z největších problémů je dlouhý výrobní proces a s tím související vysoká cena nanotechnologií. Syntéza, čištění a funkcionalizace nanomateriálů vyžadují specializované vybavení, kvalifikovaný personál a drahé materiály. Současná cena výroby tak zatím zdaleka neumožňuje masovou produkci nanotechnologií pro FVE.

Na široké využití nanotechnologie pro FVE v takové podobě, která by dokázala zvýšit účinnost fotovoltaiky o desítky procent, si budeme muset ještě nějakou chvíli počkat. Přesto můžeme už dnes využívat některé z benefitů nanotechnologií, jako je ošetření nanovrstvou, kvantové tečky a nanovlákna.

Chcete chránit svou FVE pomoí nanotechnologií?

Blog

3 dubna, 2023by Filip Štoss0 Comments

Jak fungují solární (fotovoltaické) články

Fotovoltaické články jsou nejmenší, ale nejdůležitější součástí fotovoltaické elektrárny. Jsou zodpovědné za to, že se sluneční paprsky, které na elektrárnu dopadají, přeměňují na elektrickou energii. Víte ale, jak solární články vlastně fungují?

Co se v článku dozvíte:

Co jsou to fotovoltaické články
Jaké druhy fotovoltaických článků známe
Jak fungují solární články
Jaká je účinnost solárních článků
Jak se vyvíjely fotovoltaické články
Jaké mají solární články využití

Co jsou to fotovoltaické články

Solární nebo také fotovoltaický článek je zařízení, které přeměňuje sluneční světlo na elektrickou energii. Sériově a paralelně zapojené solární články tvoří solární panely, tedy nejdůležitější část fotovoltaické elektrárny.

Solární články mají širokou škálu uplatnění. Mohou napájet kalkulačky nebo hodinky, ale také vytvářejí elektřinu pro celé domácnosti, firmy i obce.

Jaké druhy fotovoltaických článků známe

V současné době existuje několik druhů solárních článků, z nichž každý má své výhody i nevýhody. Představíme si ty nejčastější.

Křemíkové monokrystalické solární články

Solární články vyrobené z jediného čistého krystalu křemíku jsou nejstarším typem článků. Monokrystalický článek se vyrábí tažením monokrystalu z taveniny. Vzniká tak ingot monokrystalického křemíku ve tvaru válce.

Ingot se rozřeže na plátky ve tvaru kruhu s tloušťkou přibližně 0,15 mm. Plátky se následně ořežou na pseudočtvercový průřez, který je efektivnější při spojování článků do solárního panelů než kruh. Pokud bychom vytvářeli solární panel z kruhových plátků, mezi jednotlivými články by zbývalo zbytečně mnoho místa, a naopak jejich ořezáváním do tvaru čtverce by vznikalo příliš velké množství odpadu.

Monokrystalické články jsou nejúčinnějším typem solárních článků. Jejich výroba je ale výrazně dražší než u jiných typů článků.

Křemíkové polykrystalické solární články

Polykrystalické solární články se vyrábí lisováním a odléváním krystalů křemíku do zvolené formy. Výhodou je, že lze odlít ingoty se čtvercovým nebo obdélníkovým průřezem, které jsou při výrobě solárních panelů prostorově efektivnější.

Přítomnost více krystalů způsobuje, že jsou polykrystalické články zrnité, což vytváří větší odpor než v případě jednoho krystalu. Polykrystalické solární články mají tím pádem o něco nižší účinnost. Jejich výhodou je ovšem levnější výroba.

Solární články z amorfního křemíku

Tento typ solárních článků je vyroben z tenké vrstvy křemíku nanesené na substrát, jako je sklo, plast nebo nerez. Tento typ křemíku se označuje jako amorfní. Tvoří ho náhodně uspořádané atomy křemíku. Tato neuspořádanost ve výsledku snižuje účinnost solárních článků z amorfního křemíku.

Články z amorfního křemíku mají ovšem dvě zásadní výhody oproti mikrokrystalickým a polykrytalickým. Za prvé je jejich výroba výrazně levnější a za druhé jsou tenčí a lehčí než ty krystalické. Amorfní křemík tak najde využití tam, kde záleží zejména na hmotnosti a ohebnosti materiálu – v hodinkách, na batozích nebo při výrobě krycích fólií.

Jak fungují solární články

Fotovoltaický článek je polovodičová dioda, kterou tvoří vrstva polovodiče typu N (katoda) a vrstva polovodiče typu P (anoda), mezi nimiž vniká přechod P-N. Princip, na kterém solární článek funguje, se nazývá fotovoltaický jev.

Základem solárního článku je tenká křemíková destička. Křemík je ale sám o sobě poměrně špatným vodičem elektrického proudu. Křemíková destička se proto obohacuje o další prvky, typicky fosfor a bor.

Kombinací křemíku a fosforu získáme polovodič typu N, který má nadbytek záporně nabitých elektronů. V polovodiči typu P, který vytvoříme z křemíku a boru, bude naopak nedostatek elektronů. Místo nich se v anodě nacházejí tzv. díry, které mají kladný elektrický náboj.

Když na solární článek dopadnou fotony slunečního světla s dostatečnou energií, začnou se z polovodiče uvolňovat záporně nabité elektrony a na přechodu P-N se vytváří elektrické napětí o síle 0,5 V. Pokud připojíme vodič, vzniká proud. To, jak silný proud z fotovoltaického článku získáme, záleží na velikosti článku a technologii výroby.

Samostatný solární článek nemá prakticky žádné využití, protože jsou jeho napětí a výkon příliš malé. Proto se fotovoltaické články sério-paralelně spojují do fotovoltaických modulů (panelů), které jsou navrženy tak, aby solární články chránily před působením vnějších vlivů a zajišťovaly co nejdelší životnost.

Přečtěte si: Jaká je životnost fotovoltaických panelů?

Jaká je účinnost solárních článků

Účinnost solárního článku vyjadřuje, jak velká část slunečního světla, které článek ozařuje, se přemění na využitelnou elektrickou energii. Solární článek totiž nedokáže využít všechno sluneční záření, které na něj dopadá. Část fotonů článkem pouze projde, část se přemění na teplo a jen část fotonů se skutečně absorbuje.

Účinnost fotovoltaického článku se odvíjí od toho, z jakého materiálu a jakým způsobem je vyroben. V laboratoři, kde se výroba soustředí především na vývoj a zdokonalování nových technologií, vznikají solární články s výrazně vyšší efektivitou, než je tomu v průmyslové výrobě.

Pokud se zaměříme na fotovoltaické články z průmyslové výroby, můžeme očekávat účinnost kolem 13–15 % u polykrystalického křemíku, 14–17 % u monokrystalického a přibližně 5–7 % u amorfního. Účinnost solárních článků je předmětem mnoha výzkumů, které se neustále snaží najít nové, efektivnější materiály a technologie.

Účinnost celé fotovoltaické elektrárny závisí kromě účinnosti jednotlivých článků na celé řadě dalších faktorů, jako je počet a uspořádání článků v panelu, připojení a umístění elektrárny. Svou roli hraje také okolní teplota. Vyšší teplota panelu a okolí zmenšuje vnitřní elektrické pole solárního článku a snižuje celkovou účinnost solárního článku. Volně stojící elektrárny mají proto o něco vyšší účinnost než elektrárny na střeše domu, pod nimiž se hromadí teplo.

Jak se vyvíjely fotovoltaické články

Historie solárních článků se začala psát už v roce 1876, kdy William Grylls Adams a Richard Evans Day vůbec poprvé pozorovali fotovoltaický jev. Zjistili, že když na kousek selenu dopadne paprsek slunečního světla, vytvoří se v materiálu rozdíl elektrického potenciálu.

Trvalo ale další desítky let, než vědci začali zkoumat potenciál sluneční energie pro praktické využití. První moderní solární článek z křemíku byl vyroben ve Spojených státech amerických v roce 1954. Měl sice jen 6% účinnost při přeměně slunečního záření na elektrickou energii, ale znamenal zásadní průlom ve výzkumu fotovoltaiky.

V následujících letech se výzkum zaměřil na zlepšování efektivity solárních článků, zjednodušení výrobního procesu a snížení nákladů na jejich výrobu. Dlouhá desetiletí výzkumu solárních článků se pro zjednodušení dají rozdělit do čtyř generací.

První generace solárních článků

Do první generace patří solární články z monokrystalického křemíku. Mají vysokou efektivitu a dlouhou životnost, což z nich i v současnosti dělá nejoblíbenější variantu. Jejich nevýhodou jsou ovšem vysoké náklady na výrobu.

Druhá generace fotovoltaických článků

Úkolem druhé generace solárních článků bylo snížení nákladů tím, že se sníží množství čistého křemíku potřebné k výrobě. Výsledkem jsou tenkovrstvé články z křemíku, ale i z jiných, alternativních materiálů.

Tenkovrstvé články využívají méně materiálu, a jsou tedy levnější, ale zároveň mají nižší účinnost než články první generace.

Fotovoltaická revoluce: třetí generace solárních článků

Třetí generace výzkumu solárních článků, která v současnosti probíhá, spočívá v hledání nových materiálů a výrobních postupů, pomocí nichž by bylo možné dosáhnout vyšší účinnosti.

Mezi směry, kterými se třetí generace ubírá, patří například výroba organických solárních článků nebo vícevrstvé články, které využívají více vrstev různých materiálů k zachycení většího množství slunečního záření.

Čtvrtá generace: budoucnost solárních článků

Čtvrtá generace solárních článků je zatím pouze ve fázi vývoje. Pracuje se například na technologiích, které by využívaly solární články s kvantovými tečkami, nanostrukturované solární články nebo solární články s horkými nosiči. Cílem výzkumu je dosažení co nejvyšší účinnosti fotovoltaických článků a co nejnižších nákladů na jejich výrobu.

Jaké mají solární články využití

Solární články byly na počátku navrženy pro napájení vesmírných družic. Jak se jejich výroba zlevňovala, začaly postupně nacházet využití i v každodenním životě. Dnes je fotovoltaika nejrozšířenějším obnovitelným zdrojem energie, který šetří životní prostředí, ale také náklady domácností na eletrickou energii.

Solární články se využívají ve fotovoltaických systémech, které mohou být zcela jednoduché, ale také velmi sofistikované. Podívejme se na tři základní možnosti, jak zapojit článek do fotovoltaického systému.

Jednoduchý fotovoltaický systém

Fotovoltaický model, který vznikne spojením několika solárních článků, je možné připojit úplně jednoduše přímo ke spotřebiči. Spotřebič je v takovém systému schopný fungovat jen ve chvíli, kdy na solární článek dopadají fotony slunečního záření. Je tím pádem poměrně nepraktický. Můžete se s ním setkat u solárních kalkulaček, hraček a podobně.

Ostrovní fotovoltaický systém

Ostrovní, autonomní nebo také off-grid fotovoltaický systém se skládá z fotovoltaického modulu (panelů), střídače a akumulátoru, který je pro jeho fungování zásadní. Fotovoltaika napájí spotřebič (např. lampy, powerbanky, ale také celé domy) v době, kdy svítí slunce, a zároveň ukládá přebytky vyrobené elektřiny do akumulátoru, aby je bylo možné využít v době, kdy slunce nesvítí.

Nevýhodou off-grid systému je, že musí být stoprocentně sobestačný i během zimních měsíců, kdy sluneční záření nepokryje spotřebu elektřiny.

Fotovoltaický systém připojený k síti

Třetí variantou, která je nejčastější na rodinných i bytových domech, garážích nebo veřejných budovách, je fotovoltaický systém připojení k distribuční síti, tzv. on-grid systém. Je navržen tak, aby část (nebo všechna) vyrobené elektrické energie mohla odcházet do veřejné rozvodné sítě a aby z ní naopak spotřebiče mohly odebírat energii ve chvíli, kdy fotovoltaická elektrárna nezvládá pokrýt potřebu.

O rozdílech mezi off-grid a on-grid systémem jsme psali v článku o připojení fotovoltaiky do distribuční sítě.