Solární panel: jak funguje?

Zjistěte, jak funguje fotovoltaický panel, jak přeměňuje sluneční světlo na energii a jak ji lze využít pro ohřev vody nebo napájení domácích spotřebičů.

Co jsou solární panely? 

Solární panely představují technologii, která umožňuje přeměnit sluneční záření přímo na elektrickou energii. Lidé si stále více uvědomují, jaké potíže může přinést neustálá závislost na fosilních palivech, a proto začali využívat sluneční energii. Sluneční záření nám totiž dává možnost získat elektřinu bez škodlivých emisí a v nevyčerpatelném množství.

Důraz na nové technologie navíc představuje rozvoj společnosti a navázání ekonomiky na nové obory a pracovní příležitosti. To znamená, že solární panely nesou mnohem širší potenciál, než je ten ekologický. Solární panely jsou symbolem naší snahy o udržitelnost a zároveň nabízejí konkrétní řešení v podobě čisté elektřiny, kterou mohou vyrábět i běžné domácnosti.

Jak funguje solární panel

Základním principem fungování solárního panelu je fotovoltaický efekt, respektive fotoelektrický jev, který objevil už v roce 1839 Alexander Edmond Becquerel.

Fotovoltaický efekt spočívá v tom, že některé materiály mají schopnost generovat elektrický proud při osvícení slunečním zářením. Hlavní složkou fotovoltaického panelu jsou fotovoltaické články, které obsahují polovodičový materiál, obvykle křemík. Sluneční záření interaguje s tímto materiálem a uvolňuje elektrony, což generuje elektrický proud. Konkrétně jde o vyřazení elektronu z jeho dráhy, a to pomocí fotonu slunečního záření. Pomocí křemíkového polovodiče jsou pohlcovány tyto fotony a naopak uvolňovány elektrony.

Běžné panely pro domácnost mají účinnost při přeměně sluneční energie na energii elektrickou mezi 14 a 22 %.

Složení solárního panelu

Solární panel se skládá z několika klíčových komponentů. Kromě fotovoltaických křemíkových článků je to také vrchní krycí sklo nebo ve spodní části plast, který chrání články před vnějšími vlivy. Důležitou součástí je nosná konstrukce, která drží všechny komponenty pohromadě a umožňuje instalaci na různých površích. Fotovoltaický panel totiž obsahuje hned několik křemíkových článků, které mají rozměr obvykle 10x10 cm, což by na výrobu elektrické energie nestačilo, takže je nutné je spojit do jednoho panelu.

Kromě toho jsou tu ještě elektrické spoje a konvertory, které mění stejnosměrný proud produkovaný fotovoltaickými články na střídavý proud vhodný pro elektrické sítě.

Typy fotovoltaických článků a jejich životnost

Existuje několik různých typů fotovoltaických článků, přičemž nejběžnějším je monokrystalický křemík. Ten je známý svou vysokou účinností, ale zároveň může být dražší. Polokrystalický křemík a tenkovrstvé články pak nabízejí různé úrovně účinnosti a nákladů.

Co se týče životnosti solárního panelu, většina moderních panelů má záruku na výkon až 25 let, přičemž mnoho z nich může fungovat efektivně i déle. I po 25 letech může solární panel fungovat na 70-80 % účinnost.

Fotovoltaické články se dále rozdělují podle výkonnosti od 10 W (Wattů) do 300 W. Výkonnost se ovšem odvíjí od množství slunečního svitu. Ten je velmi proměnlivý vzhledem k podnebným podmínkám, takže je nutné vyrobenou energii někam průběžně ukládat. K tomu slouží akumulátor. Díky němu tak může domácnost rovnoměrně odebírat elektřinu v jakékoliv části dne.

Sluneční svit v České republice 

Jeden z rozšířených mýtů tvrdí, že fotovoltaika v České republice není rentabilní kvůli omezenému množství slunečního svitu. Ve skutečnosti však v České republice může 1 kWp kapacity solárních panelů ročně vyprodukovat o něco málo více, než 1 MWh elektřiny. Ve srovnání, v jižním Španělsku je možné dosáhnout více než 1,8 MWh.

Vzhledem k rostoucím cenám elektřiny se investice do fotovoltaických elektráren stává pro mnoho domácností smysluplnou, zejména s ohledem na státní dotace. Návratnost takové investice je často kratší než deset let.
 

Kdy si pořídit solární elektrárnu?

Pořízení fotovoltaických panelů nebo solární elektrárny se obecně doporučuje domácnostem, které mají spotřebu od 2,5 MWh elektřiny ročně. Pak už je možné o instalaci těchto technologií uvažovat v závislosti na typu nemovitosti, geografických podmínkách a potřebách domácnosti.

Zkratky a veličiny:

• FVE je zkratka pro fotovoltaickou elektrárnu.
• W (Watty) jsou jednotky, kterými se měří výkonnost fotovoltaických článků.
• kWp (kilowatt-peak) jsou jednotky, kterými se měří výkonnost fotovoltaických článků nebo celé solární elektrárny za plného slunečního záření. 1 kWp sluneční energie = 1 kWh elektrické energie.

Solární panely v domácnosti

Solární panely mohou napájet různé domácí spotřebiče, elektroniku a osvětlení. V porovnání fotovoltaických panelů s tradičními zdroji energie, jako jsou fosilní paliva, ukazuje solární energie několik klíčových výhod. Za prvé, sluneční energie je obnovitelným zdrojem, což znamená, že je nevyčerpatelná a šetrná k životnímu prostředí. Fosilní paliva mají negativní dopad na kvalitu ovzduší, přispívají ke globálnímu oteplování a jsou vyčerpatelná.

Výroba elektřiny z fotovoltaických panelů může být navíc decentralizovaná, což znamená, že jednotlivé domácnosti a budovy mohou produkovat vlastní energii. To zvyšuje energetickou nezávislost. Klíčovou výhodou fotovoltaických panelů je tedy jejich schopnost generovat elektrickou energii přímo na místě spotřeby.

A jak v praxi funguje solární energie v domácnosti? Veškeré spotřebiče a elektronika jsou napájeny střídavým proudem ze střídače.

Využití solární energie

• Tím nejzákladnějším jsou solární panely, které se využívají především pro napájení elektrického bojleru na ohřev vody a běžných domácích spotřebičů. Jde o nejlevnější variantu, jejíž investice se domácnosti vrátí obvykle do 7 let. 
• Další variantou je solární elektrárna s akumulací. Čím je větší, tím je také investice vyšší kvůli velikosti bateriového úložiště. Díky solární elektrárně ale lze využít elektřinu pro vlastní spotřebu bez závislosti na distribuční síti. Pokud navíc domácnost vyrobí dostatek energie, může ji do sítě dokonce i prodávat.
• Třetí varianta představuje různé solární baterie, které lze přes den nabít na slunci a poté ji využít k nabíjení mobilních telefonů nebo jako baterku či jednoduché osvětlení exteriéru. V současnosti se také na trhu objevují balkonové solární sestavy, které mohou vyrobit až 400 kWh elektrické energie ročně. Instalace takového systému, který se dá pořídit mezi 15 000 a 60 000 Kč, ovšem nesplňuje podmínky pro státní podporu z programu Nová zelená úsporám.

Domácí solární elektrárna

Pokud se rozhodnete pro instalaci solárních panelů na svém domě, je důležité vzít v úvahu několik faktorů. Zahrňte do toho množství slunečního záření v oblasti, dostupnou plochu pro instalaci, své energetické potřeby a také finanční rozpočet. Při výběru solárních panelů je doporučeno zaměřit se na účinnost, záruku a renomé výrobce. Důvěryhodná firma by měla být schopna poskytnout kvalitní instalaci a servis, včetně případné administrace státní dotace z programu Nová zelená úsporám.

Na firmu je dobré se ptát nejen vlastních známých. Setkat se můžete totiž i s tím, že si nikdo fotovoltaiku instalovat nenechal, takže musíte sbírat reference jinde. Nejlepším nástrojem je internet. Jednak spokojení nebo nespokojení zákazníci často píší své reference a hodnocení veřejně, ale také existují portály, kde profesionální firmu vyberete mnohem jednodušeji, například v seznamu firem na webu Nové zelené úsporám, nebo webu CAFT (Cechu akumulace a fotovoltaiky).
Jedním z expertů na trhů je právě Pražská plynárenská, která prudce expanduje na českém trhu a nabízí nejrůznější výhody v oblasti fotovoltaických instalací. 

Výhody fotovoltaického řešení jsou následující:

• Instalace špičkových systémů: Poskytuje kompletní technická řešení od značek Growatt a Solax. Na všechny komponenty se nabízí prodloužená záruku.
• Výhodný odkup: Přebytky elektřiny se vykupují za jednu z nejlepších cen na trhu ve výši 3100 Kč za MWh. 
• Profesionalita: Specializovaný  tým se postará o celý proces zakázky, počínaje návrhem, přes administrativní práce a instalaci, až po konečnou odbornou kontrolu a připojení k elektrické síti. To vše je doplněno o vyřízení dotací.