Princip využití solární energie
Solární systémy – využití v ČR
Množství solární energie, které lze v konkrétní lokalitě efektivně využít, přímo závisí na:
- klimatických podmínkách dané oblasti
- nadmořské výšce
- specifikách daného objektu či pozemku (např. sklon, přítomnost stromů)
- celkovém znečištění ovzduší v dané oblasti
Na území ČR jsou podmínky pro efektivní využití solárních systémů obecně příznivé. Celková doba slunečního svitu se u nás pohybuje v rozmezí 1 400 – 1 800 hodin za rok. Takové podmínky umožňují (při dobré účinnosti solárního systému) získat poměrně velký výkon a to i z malé plochy.
Získaná solární energie se nejčastěji využívá na výrobu tepla, výrobu teplé užitkové vody, na ohřev vody v bazénu, k doplňkovému vytápění objektů či k ohřevu zemního vrtu pro tepelné čerpadlo. Možností, jak můžete solární energii zužitkovat, je opravdu mnoho.
Princip fotovoltaiky
Přímá přeměna slunečního záření na elektřinu je možná pomocí fotovoltaických článků. Pracují na principu fotoelektrického jevu: částice světla – fotony – dopadající na článek svou energií z něho „vyráží“ elektrony. Polovodičová struktura článku pak uspořádává pohyb elektronů na využitelný stejnosměrný elektrický proud. Se stejnými základními stavebními prvky – solárními články – je možné realizovat aplikace s nepatrným výkonem (napájení kalkulačky) až po velké elektrárny s výkony v MW.
V současné době jsou nerozšířenější solární články vyrobené z krystalického křemíku ve formě monokrystalu (účinnost 14 až 17 %) nebo polykrystalu (účinnost 12 až 15%).
Protože výkon článků závisí pochopitelně na okamžitém slunečním záření, udává se jejich výkon jako tzv. špičkový, tedy při dopadajícím záření s intenzitou 1000 W/m2 (to odpovídá zhruba záření okolo poledne v letních měsících, je-li jasná obloha). Článek s účinností 17% má při ploše 1 m2 špičkový (peak) výkon 170 Wp. Výkon článků s věkem klesá, většina výrobců uvádí pokles během 20 roků o méně než 20%.
Ke stavbě solární elektrárny se využívají především vhodné střešní plochy domů, výrobních hal nebo třeba odlehlých chat. Instalace na střeše je nejvýhodnější i po stránce bezpečnosti elektrárny, kdy odpadají náklady na její ostrahu. Ideální je sedlová střecha orientovaná na jih s možným odklonem na východ či západ cca 10-15% a sklonem střechy 35%-45%. Lze využít i plochy s odlišnou orientací, kdy se ale snižuje maximální účinnost elektrárny. S použitím pomocných konstrukcí není problém instalace ani na zemi nebo rovné střeše.
Podle zapojení FV elektrárny rozlišujeme tři druhy:
- Ostrovní systém - výroba energie pouze pro svoji spotřebu v místě, kde není elektrická síť. Typicky se využívá v chatách, karavanech apod. Elektrická energie se potom skladuje v bateriích.
- Připojení na síť samostatnou přípojkou - elektrárna dodává proud pouze do sítě
- Připojení pro vlastní spotřebu energie a prodej přebytků do sítě - využití tzv. zelených bonusů
Princip solárních panelů
Princip slunečního kolektoru je založen na absorpci slunečních paprsků, které jsou nositeli energie a jejich přeměně na teplo. Nemrznoucí kapalina následně odvádí získané teplo měděným potrubním systémem do tepelného výměníku, kterým je získané teplo převáděno na přípravu teplé užitkové vody, přitápění domu, ohřev zemního vrtu pro tepelné čerpadlo či ohřev bazénu. Solární sestava pro přípravu TUV ještě musí obsahovat akumulační nádrž, regulační prvky, oběhová čerpadla a propojovací potrubí. Pro zajištění bezpečného provozu je nutné také do systému vřadit expanzní nádobu a další podpůrné komponenty.