Druhy solárních panelů
Drtivá většina fotovoltaických panelů je založena na křemíkové polovodičové technologii. Používají se dva základní typy křemíkových panelů, a sice z krystalického křemíku (monokrystalické a polykrystalické) a tenkovrstvé panely (amorfní Si, CdTe CIGS, CIS). Každý panel se skládá z několika pospojovaných křemíkových článků.
Rozdíl mezi oběma typy je především v konstrukci (způsobu nanesení a zapouzdření článků). Krystalické články propojené sběrnicí nanesenou sítotiskem jsou zalaminovány mezi dvěma fóliemi (EVA), přední dopadová vrstva článků je kryta sklem, zadní většinou plastovou fólií (Tedlar), celý sendvič je v kovovém rámu.
U tenkovrstvých panelů jsou články nanášeny přímo na sklo nebo na plast s propojením prostřednictvím transparentního vodivého oxidu, jednou přední vrstvou EVA fólie a propustnou přední a zadní krycí vrstvou bez rámu. Oba typy křemíkových článků fungují na bázi polovodičů s P-N přechodem.
Druhy fotovoltaických elektráren (FVE)
Fotovoltaické instalace, určené pouze pro výrobu elektřiny (nikoliv fototermické kolektory pro přímý ohřev vody) lze dělit podle několika kritérií.
Podle umístění:
- Pozemní – panely zabírají volné plochy, pokud jsou k dispozici (např. brownfieldy, navážky, skládky, tovární komplexy), případně pole, louky (zhodnocení půdy, zábrana erozi)
- Střešní, fasádní – využívají střechy nebo fasády stávajících objektů, mají nižší výkon z důvodu neoptimálního sklonu panelů, na fasádu jsou vhodné, pokud není možnost využít střechu, příp. z designových důvodů.
Podle připojení k síti:
- Připojené k síti – chybějící elektřinu je možné odebrat ze sítě nebo naopak dodat do sítě nespotřebovanou elektřinu, slouží ke zvýšení soběstačnosti při zachování komfortu neplánované spotřeby.
- Ostrovní – bez možnosti připojení k síti (odlehlá místa), případně v energeticky soběstačných budovách. Komfortní provoz domácnosti lze zajistit jen s pomocí akumulace (baterie, voda) nebo jiných zdrojů energie.
Podle akumulace:
- S akumulací – např. do baterií nebo do teplé vody, umožňují maximální využití elektřiny z FVE pro vlastní spotřebu, a to i při výkyvech (v průběhu pracovního dne je nízká, o víkendu, ráno a večer vysoká).
- Bez akumulace – vhodné v případě konstantní spotřeby v průběhu dne a během celého roku.
Podle administrativní zátěže:
- Malé FVE pro vlastní spotřebu, do 10 kWp instalovaného výkonu, jsou vhodné pro rodinné domy, bez nutnosti licence od ERÚ a stavebního povolení.
- Nad 10 kWp instalovaného výkonu – vhodné pro bytové domy, střechy hal apod. Plná administrativní zátěž.
Jaký je potřebný výkon FVE pro standardní rodinný dům obývaný čtyřčlennou rodinou?
Odpověď nelze zobecnit. Je zejména nutné rozlišit, zda je pomocí elektřiny zajištěno i vytápění, ohřev teplé vody a varná deska.
Pokud je elektřina používána pouze na osvětlení a napájení elektrospotřebičů, činí roční spotřeba elektřiny čtyřčlenné rodiny cca 3 300 kWh (za předpokladu, že v domě není instalován nějaký velký spotřebič, např. bazén nebo sauna). V takovémto případě bohatě postačí FVE o velikosti 5 kWp s akumulací do baterií nebo 7 kWp bez akumulace.
Pokud v domě není využíván jako zdroj energie plyn ani tepelné čerpadlo, může dosáhnout spotřeba energie (v závislosti na energetickém náročnosti) přes 10 MWh ročně. Takové spotřebě by měla odpovídat i velikost FVE. Avšak i s akumulací je velmi obtížné (z důvodu nerovnoměrného rozvržení spotřeby a výroby) stoprocentně zajistit komfortní a efektivní provoz systému.
Správně dimenzované FVE instalace jsou schopné připravit profesionální firmy, které se zabývají energetickým projektováním a audity. Obecně lze říci, že poměr spotřeby elektřiny z výroby FVE v dobře dimenzované instalaci na rodinném domě by neměl klesnout pod 70 %. Počítá se s menšími přetoky do sítě v letních měsících a doplňkovým odběrem ze sítě v zimě. Lze říci, že větší než 10kWp instalace bez ohledu na absolutní výši spotřeby není vhodné instalovat. Jednak může být problém umístit takové množství panelů na střechu (10 kW = 36 panelů), jednak je zprovoznění větší FVE administrativně náročné. V rámci Nové zelené úsporám se taktéž podporují pouze instalace do 10 kWp.
Co je to flash list u solárních panelů?
Flash list je výstupem tzv. flash testu, což je základní test výkonových parametrů FV panelů. Při testování lze změřit především maximální výkon panelu a napětí a proud v bodě maximálního výkonu, napětí a proud naprázdno a jiné hodnoty. Test se provádí za tzv. standardních testovacích podmínek (STC), aby byla zajištěna srovnatelnost výsledků měření. Standardní testovací podmínky jsou teplota 25 °C, ozáření panelu 1000 W/m2 a spektrum propustnosti vzduchové masy 1.5. Výstupy měření se používají při reklamacích, při srovnání hodnot výkonu se štítkovou hodnotou. Hodnota výkonu naměřená v rámci flash testu má jednotku Watt peak (Wp).
Výhody krystalických panelů:
- nejlépe časem prověřená technologie • nízká míra degradace – zejména u monokrystalických panelů • slušná účinnost – cca 17%
Nevýhody krystalických panelů:
- vyšší hmotnost (vyšší podíl skla a rám) • vyšší teplotní koeficient – více se zahřívají
Výhody tenkovrstvých panelů:
- Nižší hmotnost • Možnost vytvořit homogenně vypadající plochu (bez rámu) • Vyšší účinnost při zvýšené oblačnosti než krystalické panely • Nižší cena (platilo zejm. v minulosti)
Nevýhody tenkovrstvých panelů:
- Nižší účinnost – cca 10 % (zejm. u amorfního křemíku, u novějších druhů tenkovrstvých panelů už to tak neplatí) • Rychlejší degradace než u krystalického křemíku, zejm. v zimních měsících • Zabírá větší plochu na daný projektovaný výkon.
Text: Adam Krejčík/Foto: iStock
