Kvůli rostoucím cenám energií se do popředí zájmu nejen českých domácností dostaly alternativní zdroje, jež by účty zejména za elektřinu srazily o něco níže. Poměrně oblíbeným řešením je systém na bázi získávání energie ze slunečního záření. Mezi širokou veřejností získaly na popularitě solární panely. Jenže když se řekne „solární panel“, ne vždy si je každý jistý, co se tím vlastně myslí. Existují totiž přinejmenším dvě technologie, které pro dodávky energie do obytných prostor využívají sluneční záření. Pojďme se na sluneční panely podívat ve větším detailu.
Obsah
- Panel solární termický
- Typy solárních kolektorů
- Panel solární fotovoltaický
- Účinnost a výkon fotovoltaického článku
- Z čeho se solární fotovoltaický panel skládá?
- Typy fotovoltaických panelů
- Panel solární termický
- Typy solárních kolektorů
- Panel solární fotovoltaický
- Účinnost a výkon fotovoltaického článku
- Z čeho se solární fotovoltaický panel skládá?
- Typy fotovoltaických panelů
Solární, sluneční, fotovoltaický panel. Na první pohled se zdá, že je vždy řeč o jednom a tom samém typu technologie, pomocí které dokážeme získávat energii ze slunce a přeměňovat ji v energii, kterou následně zužitkujeme ve svém obydlí. Slunce je ale asi to jediné, co solární (sluneční) panel pojí s panelem fotovoltaickým. Ve skutečnosti jde přinejmenším o dvě rozdílné věci, které de facto slouží dvěma rozdílným účelům.
Kvůli rostoucím cenám energií se do popředí zájmu nejen českých domácností dostaly alternativní zdroje, jež by účty zejména za elektřinu srazily o něco níže. Poměrně oblíbeným řešením je systém na bázi získávání energie ze slunečního záření. Mezi širokou veřejností získaly na popularitě solární panely. Jenže když se řekne „solární panel“, ne vždy si je každý jistý, co se tím vlastně myslí. Existují totiž přinejmenším dvě technologie, které pro dodávky energie do obytných prostor využívají sluneční záření. Pojďme se na sluneční panely podívat ve větším detailu.
Solární, sluneční, fotovoltaický panel. Na první pohled se zdá, že je vždy řeč o jednom a tom samém typu technologie, pomocí které dokážeme získávat energii ze slunce a přeměňovat ji v energii, kterou následně zužitkujeme ve svém obydlí. Slunce je ale asi to jediné, co solární (sluneční) panel pojí s panelem fotovoltaickým. Ve skutečnosti jde přinejmenším o dvě rozdílné věci, které de facto slouží dvěma rozdílným účelům.
Panel solární termický
Pokud je řeč o solárním panelu, správně jde o technologii, která přeměňuje sluneční záření na tepelnou energii, která slouží k ohřevu vody nebo vytápění. Nejedná se tedy o panel, prostřednictvím kterého by se ze slunečního záření vyráběla elektřina. Někdy se též hovoří o solárním tepelném (nebo termickém) systému.
Nejčastěji se solární panely využívají jako doplňkový zdroj, a to především k již zmíněnému ohřevu vody. Typická je kombinace primárního zdroje vytápění (například kotel na zemní plyn) a solárního panelu, kdy největší využití soláru nastává v létě. V zimě totiž vodu v bojleru ohříváme za využití primárního zdroje vytápění. V létě je naopak tento zdroj vypnut, a tak jej ve dnech, kdy svítí slunce, dokáže plnohodnotně nahradit právě solární termický systém.
Typy solárních kolektorů
V současné době existují dva základní typy solárních termických panelů, respektive kolektorů. A to ploché a vakuové. Ploché solární kolektory jsou zvenku do jisté míry podobné fotovoltaickým panelům. Zřejmě i proto si je lidé, kteří nejsou zasvěceni, pletou. Absorbér sluneční energie má tvar ploché kovové desky. Z její spodní strany je přípojka na potrubní systém, ve kterém cirkuluje médium, jímž se ohřívá voda v zásobníků (bojleru, který bývá součástí například plynového kotle)
Vakuové kolektory se od plochých liší v tom, že absorbér tepelné energie je rozdělen na jednotlivé komponenty umístěné ve vakuových trubkách. Každá z trubic je napojena na sběrnici, v níž koluje topné médium, jež opět (podobně jako u plochých kolektorů) předává teplo získané ze slunečního záření do vody v zásobníku.
Jak již bylo řečeno, solární tepelné systémy jsou vhodné skutečně jen jako doplňkový zdroj pro ohřev teplé vody, a to zejména v letních měsících. Maximální účinnosti je dosahováno přibližně od dubna do září, kdy je úspora energie ze standardního zdroje pro ohřev vody maximální. Celkově se pak uvádí, že optimální kombinací primárního zdroje a solárního kolektor lze každý rok uspořit až 35 procent nákladů na ohřev vody.
Panel solární fotovoltaický
Z výše uvedeného tedy logicky vyplývá, že druhý typ slunečního panelu, panel fotovoltaický, se využívá k přeměně slunečního záření v jiný typ energie, než je teplo. A sice k přeměně na energii elektrickou. Přičemž při výrobě elektřiny není až tak důležité teplo, které na povrch fotovoltaické elektrárny dopadá, ačkoli teplota určitou roli přece jen hraje.
Základním principem fungování fotovoltaického panelu (článku) je takzvaný fotovoltaický efekt, který už v první polovině 19. století (konkrétně v roce 1839) objevil francouzský fyzik Alexander Edmond Becquerel (otec známějšího Henriho Becquerela, nositele Nobelovy ceny za fyziku z roku 1903 za objev přirozené radioaktivity).
Fotovoltaický efekt spočívá v tom, že některé materiály mají schopnost generovat elektrický proud při osvícení slunečním zářením. Takovým materiálem, obsaženým ve fotovoltaických panelech je obvykle křemík. Když na něj zasvítí Slunce, uvolní elektrony, respektive vyřadí je z jejich dráhy, a to pomocí fotonu. Díky tomu vzniká elektrický proud, jež je odváděn do elektrické soustavy nebo do baterie.
Účinnost a výkon fotovoltaického článku
Celkový výkon fotovoltaického panelu závisí na rozdílu energie mezi elektrony v klidovém stavu, a v pohybu. Čím nižší je teplota, tím více jsou elektrony v klidu. Pokud jsou tedy slunečním zářením aktivovány, nárůst jejich energie je vyšší. Účinnost fotovoltaických panelů je proto paradoxně vyšší v zimě než v létě. To ale neznamená, že v zimě dokáží vyrobit více elektřiny. Jejich vyšší účinnost v zimě nedokáže převážit nad faktem, že v létě je v našich zeměpisných šířkách mnohem více hodin slunečního svitu.
Udává se, že běžná účinnost fotovoltaických panelů se dnes pohybuje mezi 18 a 23 procenty s tím, že fyzikálně možné maximum je 34 procent. Fotovoltaické panely tedy budou schopné při nejlepší vůli využít jen nejvýše asi třetinu energie, která ze Slunce dopadá na jejich plochu.
Z čeho se solární fotovoltaický panel skládá?
Solární panel, který slouží k výrobě elektřiny, je složen z několika důležitých součástí. Vedle fotovoltaických křemíkových článků panel tvoří také vrchní krycí sklo nebo ve spodní části plast, který chrání články před vnějšími vlivy. Neméně důležitým prvkem je nosná konstrukce, která drží všechny komponenty pohromadě a umožňuje instalaci na různých površích.
Fotovoltaický panel je totiž složen hned z několika křemíkových článků, které mají rozměr nejčastěji 10 x 10 centimetrů. Jednotlivý článek by k efektivní výrobě elektřiny nestačil, proto je nutné jich spojit více do jednoho panelu. Rozměry fotovoltaického panelu bývají různé, nejčastěji 2 x 1 metr. Pořídit je ale možné i menší (1,65 x 1 metr), nebo naopak větší (2,1 x 1,1 metru).
Fotovoltaické panely jsou rovněž opatřeny elektrickými spoji a konvertory. Ty mění stejnosměrný proud vyráběný fotovoltaickým článkem na proud střídavý, pomocí kterého jsou napájeny spotřebiče v domácnosti.
Typy fotovoltaických panelů
Pro instalace slunečních elektráren se dají použít tři typy fotovoltaických panelů. Monokrystalické, polykrystalické nebo amorfní. Jednotlivé typy se liší svými vlastnostmi a účinností za různých světelných podmínek.
Obecně platí, že tam, kde máte střechu orientovanou a skloněnou ideálně směrem k příjmu slunečního záření, jsou nejlepší panely monokrystalické. Právě monokrystalické panely mají nejvyšší účinnost při ideálních podmínkách.
Pokud se ale váš dům v ideálních podmínkách nenachází, je dobré popřemýšlet o panelech polykrystalických. Ty se hodí pro lokality, kde je světlo více rozptýlené a často přichází ze strany. Výkon těchto panelů je více rovnoměrný, avšak účinnost je nižší u panelů monokrystalických. Amorfní panely pracují za všech povětrnostních podmínek, včetně malého osvitu, avšak disponují nejnižší účinností. Pro volbu vhodného typu panelů doporučujeme se vždy poradit s odborníkem, přestože nejčastěji se v České republice instalují panely monokrystalické.
Nyní už máte dostatek indicií pro zahájení úvah o využití solárních termických či solárních fotovoltaických panelů ve své domácnosti. To už je ale jiný příběh. Více o fotovoltaických elektrárnách se samozřejmě můžete dočíst i na tomto webu.
Panel solární termický
Pokud je řeč o solárním panelu, správně jde o technologii, která přeměňuje sluneční záření na tepelnou energii, která slouží k ohřevu vody nebo vytápění. Nejedná se tedy o panel, prostřednictvím kterého by se ze slunečního záření vyráběla elektřina. Někdy se též hovoří o solárním tepelném (nebo termickém) systému.
Nejčastěji se solární panely využívají jako doplňkový zdroj, a to především k již zmíněnému ohřevu vody. Typická je kombinace primárního zdroje vytápění (například kotel na zemní plyn) a solárního panelu, kdy největší využití soláru nastává v létě. V zimě totiž vodu v bojleru ohříváme za využití primárního zdroje vytápění. V létě je naopak tento zdroj vypnut, a tak jej ve dnech, kdy svítí slunce, dokáže plnohodnotně nahradit právě solární termický systém.
Typy solárních kolektorů
V současné době existují dva základní typy solárních termických panelů, respektive kolektorů. A to ploché a vakuové. Ploché solární kolektory jsou zvenku do jisté míry podobné fotovoltaickým panelům. Zřejmě i proto si je lidé, kteří nejsou zasvěceni, pletou. Absorbér sluneční energie má tvar ploché kovové desky. Z její spodní strany je přípojka na potrubní systém, ve kterém cirkuluje médium, jímž se ohřívá voda v zásobníků (bojleru, který bývá součástí například plynového kotle)
Vakuové kolektory se od plochých liší v tom, že absorbér tepelné energie je rozdělen na jednotlivé komponenty umístěné ve vakuových trubkách. Každá z trubic je napojena na sběrnici, v níž koluje topné médium, jež opět (podobně jako u plochých kolektorů) předává teplo získané ze slunečního záření do vody v zásobníku.
Jak již bylo řečeno, solární tepelné systémy jsou vhodné skutečně jen jako doplňkový zdroj pro ohřev teplé vody, a to zejména v letních měsících. Maximální účinnosti je dosahováno přibližně od dubna do září, kdy je úspora energie ze standardního zdroje pro ohřev vody maximální. Celkově se pak uvádí, že optimální kombinací primárního zdroje a solárního kolektor lze každý rok uspořit až 35 procent nákladů na ohřev vody.
Panel solární fotovoltaický
Z výše uvedeného tedy logicky vyplývá, že druhý typ slunečního panelu, panel fotovoltaický, se využívá k přeměně slunečního záření v jiný typ energie, než je teplo. A sice k přeměně na energii elektrickou. Přičemž při výrobě elektřiny není až tak důležité teplo, které na povrch fotovoltaické elektrárny dopadá, ačkoli teplota určitou roli přece jen hraje.
Základním principem fungování fotovoltaického panelu (článku) je takzvaný fotovoltaický efekt, který už v první polovině 19. století (konkrétně v roce 1839) objevil francouzský fyzik Alexander Edmond Becquerel (otec známějšího Henriho Becquerela, nositele Nobelovy ceny za fyziku z roku 1903 za objev přirozené radioaktivity).
Fotovoltaický efekt spočívá v tom, že některé materiály mají schopnost generovat elektrický proud při osvícení slunečním zářením. Takovým materiálem, obsaženým ve fotovoltaických panelech je obvykle křemík. Když na něj zasvítí Slunce, uvolní elektrony, respektive vyřadí je z jejich dráhy, a to pomocí fotonu. Díky tomu vzniká elektrický proud, jež je odváděn do elektrické soustavy nebo do baterie.
Účinnost a výkon fotovoltaického článku
Celkový výkon fotovoltaického panelu závisí na rozdílu energie mezi elektrony v klidovém stavu, a v pohybu. Čím nižší je teplota, tím více jsou elektrony v klidu. Pokud jsou tedy slunečním zářením aktivovány, nárůst jejich energie je vyšší. Účinnost fotovoltaických panelů je proto paradoxně vyšší v zimě než v létě. To ale neznamená, že v zimě dokáží vyrobit více elektřiny. Jejich vyšší účinnost v zimě nedokáže převážit nad faktem, že v létě je v našich zeměpisných šířkách mnohem více hodin slunečního svitu.
Udává se, že běžná účinnost fotovoltaických panelů se dnes pohybuje mezi 18 a 23 procenty s tím, že fyzikálně možné maximum je 34 procent. Fotovoltaické panely tedy budou schopné při nejlepší vůli využít jen nejvýše asi třetinu energie, která ze Slunce dopadá na jejich plochu.
Z čeho se solární fotovoltaický panel skládá?
Solární panel, který slouží k výrobě elektřiny, je složen z několika důležitých součástí. Vedle fotovoltaických křemíkových článků panel tvoří také vrchní krycí sklo nebo ve spodní části plast, který chrání články před vnějšími vlivy. Neméně důležitým prvkem je nosná konstrukce, která drží všechny komponenty pohromadě a umožňuje instalaci na různých površích.
Fotovoltaický panel je totiž složen hned z několika křemíkových článků, které mají rozměr nejčastěji 10 x 10 centimetrů. Jednotlivý článek by k efektivní výrobě elektřiny nestačil, proto je nutné jich spojit více do jednoho panelu. Rozměry fotovoltaického panelu bývají různé, nejčastěji 2 x 1 metr. Pořídit je ale možné i menší (1,65 x 1 metr), nebo naopak větší (2,1 x 1,1 metru).
Fotovoltaické panely jsou rovněž opatřeny elektrickými spoji a konvertory. Ty mění stejnosměrný proud vyráběný fotovoltaickým článkem na proud střídavý, pomocí kterého jsou napájeny spotřebiče v domácnosti.
Typy fotovoltaických panelů
Pro instalace slunečních elektráren se dají použít tři typy fotovoltaických panelů. Monokrystalické, polykrystalické nebo amorfní. Jednotlivé typy se liší svými vlastnostmi a účinností za různých světelných podmínek.
Obecně platí, že tam, kde máte střechu orientovanou a skloněnou ideálně směrem k příjmu slunečního záření, jsou nejlepší panely monokrystalické. Právě monokrystalické panely mají nejvyšší účinnost při ideálních podmínkách.
Pokud se ale váš dům v ideálních podmínkách nenachází, je dobré popřemýšlet o panelech polykrystalických. Ty se hodí pro lokality, kde je světlo více rozptýlené a často přichází ze strany. Výkon těchto panelů je více rovnoměrný, avšak účinnost je nižší u panelů monokrystalických. Amorfní panely pracují za všech povětrnostních podmínek, včetně malého osvitu, avšak disponují nejnižší účinností. Pro volbu vhodného typu panelů doporučujeme se vždy poradit s odborníkem, přestože nejčastěji se v České republice instalují panely monokrystalické.
Nyní už máte dostatek indicií pro zahájení úvah o využití solárních termických či solárních fotovoltaických panelů ve své domácnosti. To už je ale jiný příběh. Více o fotovoltaických elektrárnách se samozřejmě můžete dočíst i na tomto webu.