Cesta: Produkty / Fotovoltaické systémy / O fotovoltaice
Fotovoltaické systémy pro šikmé střechy a pozemní elektrárny
O technologii
Základem fotovoltaické technologie je fotoelektrický jev – produkce elektrického proudu v pevných polovodičích působením solární energie. Sluneční světlo se skládá z fotonu - částic solární energie. Fotony obsahují různá množství energie v závislosti na vlnové délce spektra slunečního záření. Když foton dopadne na fotovoltaický článek, muže být odražen, pohlcen, nebo muže skrz tento článek projít. Jenom pohlcené fotony produkují elektřinu. V takovém případě je energie fotonu předána elektronu v atomu článku, jenž je z polovodivého materiálu. S touto dodanou energií je elektron schopen se uvolnit ze své normální pozice spjaté s příslušným atomem a stát se částí elektrického obvodu.
Po opuštění pozice zůstává po elektronu volný prostor. Jelikož elektron má záporný elektrický náboj, prostor je nabit kladně. V tenkých destičkách vysoce čistého křemíku se cíleným znečištěním cizími atomy (dotováním) vyrobí dvě nad sebou ležící vrstvy s různou koncentrací nosičů náboje. Na přechodu mezi záporně (-) a kladně (+) dotovanou vrstvou se v solárním článku vytvoří elektrické pole.
Dopadne-li nyní na solární článek světelný paprsek, uvolní světlo některé elektrony z křemíkové mřížky. Tyto volné elektrony a také vzniklé elektronové díry se elektrickým polem oddělí, takže v jedné vrstvě křemíku vznikne přebytek elektronu a ve druhé jejich nedostatek. Propojí-li se obě strany článku přes spotřebič, může se přebytek a nedostatek elektronu vyrovnávat, teče elektrický proud. Pro shromáždění a odvádění elektronu vyrobených v ploše článku se na přední stranu článku umístí kontaktní mřížka a na zadní stranu kontaktní plocha. Velikost vygenerovaného proudu závisí na ozáření článku. K dispozici je vždy tolik volných elektronů, kolik jich bylo uvolněno dopadajícím světlem.
Výkon solárního článku
Elektrické vlastnosti solárního článku se popisují charakteristikou, čili křivkou závislosti proudu na napětí. Výkon solárního článku se vypočítá jako součin proudu a napětí a závisí na různých vlivech, jako například intenzitě ozáření, teplotě článku a spektru světla. Typické solární články o velikosti 10×10 cm vytvářejí proud o velikosti 3-6 A při napětí 0,5 V a dosahují tak výkonu 1,5-3 W.
Modularita solárních systémů
Pro zvýšení požadovaného výkonu se solární články zapojují do solárních modulu a solární moduly dále do solárních generátoru. To je jedna z hlavních předností těchto systému. V solárních modulech se zapojují články do série, aby se sečtením napětí jednotlivých článku vytvořilo použitelné výstupní napětí modulu. V solárních generátorech je možné zapojovat moduly sériově i paralelně a vytvářet tak optimální požadované napětí i proud.
Komponenty solárních systémů
Pro zajištění funkčnosti solárních systému je třeba vyrobenou elektřinu přivést ze systému ke spotřebiči nebo do veřejné sítě, tj. učinit ji použitelnou. Pro tento účel slouží komponenty solárních systémů, různá obslužná zařízení. Rozlišujeme, zda solární systém je izolovaný, či zda je spojený s veřejnou sítí. V případě izolovaných solárních systému se vyrobená energie ukládá do akumulátoru a je tak k dispozici i v dobách bez slunečního záření (např. v noci).
Mezi systémem a akumulátorem je dále regulátor nabíjení, jenž řídí průběh nabíjení a vybíjení akumulátoru a zajišťuje, aby nedošlo k poškození akumulátoru přebitím nebo hlubokým vybitím. Spotřebiče jsou napájeny stejnosměrným proudem poskytovaným akumulátorem. V případě spojení solárního zařízení se sítí je vazebním prvkem mezi veřejnou sítí a solárním generátorem měnič stejnosměrného proudu na proud střídavý – střídač. Mezi komponenty solárních systému patří rovněž nosná zařízení těchto systému. Někdy se rovněž používají nosná zařízení pohyblivá, umožňující sledovat dráhu Slunce za účelemmaximálního využití.