Solárne články

Solárne alebo fotovoltaické články sú polovodičové zariadenia, ktoré priamo konvertujú svetelnú energiu na energiu elektrickú pomocou fotoelektrického javu. Premena energie je založená na nasledujúcom princípe: Po dopade fotónu svetla príslušnej vlnovej dĺžky (korešpondujúcej so šírkou zakázaného pásma použitého polovodiča) je vďaka vnútornému fotoelektrickému javu vygenerovaný elektrón-dierový pár, ktorý je separovaný vnútorným elektrickým poľom pn-priechodu a pohybom k jednotlivým elektródam vytvárajú elektrický prúd.Tento jav prebieha tiež pri oblúkových lampách, ktoré nepotrebujú k tomu výlučne len slnečné žiarenie.
Ako zaujímavosť možno uviesť, že energiu, ktorú môžeme získať z celkových ropných zásob Zeme, Slnko vyžiari na našu planétu za 1,5 dňa. Slnko vyprodukuje za hodinu také množstvo energie, ktorá by stačila na pokrytie súčasnej celoročnej energickej spotreby ľudstva. Aj z toho je možné vidieť, že aký obrovský potenciál sa skrýva v solárnej energií!

Výkon získaný zo solárnych článkov závisí od uhľa dopadu svetla, od intenzity osvetlenia a od sériového odporu. Menší vplyv máme na intenzitu svetla, zatiaľ čo ostatné dva parametre sú teoreticky ovládateľné.

Vzhľadom na to, že chceme neustále používať naše elektrické spotrebiče; ale fotovoltaické články nemôžu udržať konštantný výkon, prúd či napätie; musíme aplikovať v systéme nejaký prechodný sklad, ktorým je možné obísť periódy zníženej intenzity slnečného svetla. Ďalšou možnosťou na využitie získanej energií je použitie meniča napätia (invertora, stiedača). Solárny invertor mení jednosmerný prúd na striedavý, a rozvádza späť do siete. Rozvádzať späť do siete je možné len po synchronizovaní a samozrejme vyžaduje aj povolenie a schválenie spoločnosti poskytovateľa elektrického prúdu.

Solárne panely na základe zloženia materiálu, a použitej technológie sú schopné vyrábať elektrinu rôznou účinnosťou. Účinnosť vyjadruje percentuálny podiel s ktorou solárny panel je schopní premieňať slnečnú energiu na elektrickú energiu.
Účinnosť ovplyvňujú rôzne faktory z oblasti životného prostredia a samotnej konštrukcie. Teplota prostredia je najdôležitejším faktorom, ale sem môžeme priradiť čistotu povrchu panela a rovnako veľkosť osvetlenia.

Čo je teda potrebné dodržiavať: južný reliéf a beztienenie. Ideálna je južná poloha. Juhovýchodná a juhozápadná poloha sa považuje za dobrú, ročná strata je 10-15% oproti južnej. Možné je umiestniť solárne panely na západné i východné strechy, vtedy je treba počítať s vyššími stratami. Pri výbere technológie záleží na niekoľkých faktoroch. Vzhľadom k obmedzenej veľkosti južnej orientácií striech chceme čo najviac energie získať: preto v prevažnej miere kryštalické solárne články sú umiestnené na obytné domy s dobrým sklonom strechy. Avšak, ak podmienky nie sú optimálne treba použiť tenkovrstvové fotovoltaické panely, ktoré sú schopné lepšie využívať šikmé a rozptýlené svetlo a na uhol sklonu sú menej citlivé. Avšak účinnosť je nižšia, takže potrebuje viac priestoru - alebo pri obmedzenom priestore produkujú nižší ročný výkon. Na zatienenie sú tiež menej citlivé, čo je však nevýhodou fotovoltaických panelov: pri 20% tienení panelov účinnosť sa znižuje o 50 až 70%, preto dôkladne treba zvážiť výber miesta. Ak zhrnieme: pri priemernom rodinnom dome je potrebná južná poloha, sklon strechy 30 až 45 stupňov, od rána do večera bez zatienenia strechy použiť 20 až 25 metrov štvorcových fotovoltaických článkov.

Zostavy skladané zo solárnych panelov, nabíjačiek a akumulátorov tvoria zdroj jednosmerného prúdu. Pre spotrebiče na striedavý prúd je nutné použiť invertor.
Fotovoltaické sústavy s rôznymi výkonmi môžu dodávať elektrinu podľa potreby pre domácnosti , pre firmy a inštitúcie.
Fotovoltaický panel výkonom 1 kW za hodinu vyžadujez 700 sériovo pospájaných solárnych článkov, ktoré vyprodukujú dostatok energie pre priemerné domácností.
Popis produktu: Solárne články fungujú na báze svetelného žiarenia takže svetelným zdrojom môže byť lineárne alebo rozptýlené svetlo Slnka, ba aj akýkoľvek iný svetelný zdroj. Premena energie sa uskutoční na povrchu kremíkového polovodiča, napríklad plochy 10x10 centimetrov veľké vyprodukujú približne 0,5 V, 3 A a 1,5 W zdroj jednosmerného prúdu. Do kategórie priemerných nákladov patria inštalácie polykryštalických solárnych článkov, ktoré majú 15 % účinnosť. Solárny panel vtedy produkuje najviac elektriny, keď svetlo dopadá kolmo na jej povrch. Aj tu platí pravidlo nastavenia pod 45 stupňom, ale podľa ročného obdobia sklon uhla musí byť medzi 30-70 stupňom. Solárny panel sa skladá z niekoľkých článkov. Tieto panely môžu byť pospájané radovo alebo paralelne závislosti od požadovanej výšky napätia alebo prúdu. Zvyčajne solárne panely majú napätie 12V (18 V napätie naprázdno), alebo 24V (30V napätie naprázdno) jednosmerného prúdu odlišujúce sa len vo výkone. Zabránenie zatienení je dôležité, pretože aj tieň jediného lista môže viesť k poklesu napätia.