Fotovoltaické zariadenie: prehľad komponentov

Fotovoltaické zariadenie získava elektrickú energiu zo slnečného svetla. Pre jeho funkčnosť je dôležitá špeciálna konštrukcia fotovoltaického zariadenia. Jeho typickými komponentami sú solárne moduly, prúdový menič a merač napájania. Pokiaľ ide o zníženie odberu prúdu z verejnej siete a o úsporu nákladov, integruje sa dodatočne aj akumulátor.

Solárne moduly premieňajú svetlo na prúd

Solárne moduly sa nachádzajú v prípade domácich zariadení spravidla na streche. Skladajú sa z jednotlivých článkov, ktoré premieňajú slnečné svetlo na elektrickú energiu. Umožňuje to fotoelektrický efekt. Pretože ten hovorí, že vplyvom svetla sa z určitých kovov uvoľňujú elektróny. Pokiaľ sa pohybujú medzi rôzne nabitými elektródami, tečie solárny prúd.

Účinnosť solárneho modulu závisí od typu článkov. V prípade fotovoltaického zariadenia pritom rozlišujeme monokryštalické, polykryštalické a amorfné články.

Monokryštalické články sú výkonné

Monokryštalické články sa skladajú z malých plátkov s rovnakou kryštalickou štruktúrou. Dosahujú stupeň účinnosti od 18 do 20 percent a zabezpečujú tak vysokú účinnosť fotovoltaického zariadenia. Výkonnosť sa však odráža aj v ich cene, pretože tá je v porovnaní s inými druhmi najvyššia.

Polykryštalické články s dobrým pomerom ceny a výkonu

O niečo lacnejšie od monokryštalických článkov sú polykryštalické články. Dajú sa vyrobiť z kryštálových blokov a jasne identifikovať podľa dobre viditeľnej kryštálovej štruktúry. Články vedia premeniť na prúd 11 až 16 percent dopadajúceho svetla a dajú sa lacnejšie vyrobiť.

Amorfné články poskytujú priestor na rôzne usporiadanie

Pokiaľ ide o cenu, amorfné články sú na prvom mieste, pretože sa skladajú len z tenučkej vrstvy kremíka, ktorá sa dá naniesť na rôzne podklady. So stupňom účinnosti od 6 do 8 percent však získavajú na tej istej ploche najmenej prúdu.

Prúdový generátor vo fotovoltaickom zariadení

Jednotlivé solárne moduly sa spájajú do takzvaných stringov, aby sa dosiahol vysoký výkon. Spojenie týchto modulových reťazcov prostredníctvom špeciálnej prípojnej skrinky pritom tvorí solárny generátor.

Prúdový menič vo fotovoltaickom zariadení

Solárne zariadenie získava jednosmerný prúd. Väčšina zariadení v domácnostiach však pracuje na striedavý prúd a z tohto dôvodu je potrebný fotovoltaický prúdový menič. Ten zabezpečuje premenu a to, že sa dá prúd použiť v dome alebo vo verejnej sieti. Výber vhodného prúdového meniča závisí pritom od typu modulov a od ich výkonu.

Akumulátor pre väčšiu nezávislosť

Vďaka vysokým odmenám za napájanie šlo v minulosti zriedkavo o spotrebu solárneho prúdu vo vlastnom dome. Aktuálna legislatíva nemá dotáciu na dodávky prúdu do verejnej siete. Majitelia domov tak dnes ušetria približne 14 centov pri každej kilowatthodine, ktorú spotrebujú sami. Nemusia nakupovať toľko prúdu od veľkých distribútorov a stávajú sa nezávislejšími od kolísania cien.

Keďže dom spotrebuje najviac energie vždy vtedy, keď práve nesvieti slnko, je potrebné vyváženie ponuky a dopytu. V prípade fotovoltaického zariadenia je to úloha akumulátora. Akumuluje solárny prúd, keď svieti slnko, a v prípade potreby ho odovzdá domu. Pri akumulátoroch rozlišujeme medzi olovenými a lítium-iónovými akumulátormi.

Olovené akumulátory máme aj v automobiloch

Olovené akumulátory poznáme napríklad ako štartovaciu batériu v aute. Zabezpečujú nízke náklady na fotovoltaické zariadenie, majú však aj svoje nevýhody. Jednou z nich je nízky stupeň účinnosti. Akumulátory totiž strácajú približne 15 až 30 percent prúdu vďaka premene na chemickú a potom späť na elektrickú energiu. Ďalšou nevýhodou je obmedzená životnosť. Po približne 2 000 cykloch nabíjania sa musia komponenty v priemere každých desať rokov vymieňať.

Lítium-iónové akumulátory sú účinné

Vyššiu účinnosť fotovoltického zariadenia zabezpečujú lítium-iónové akumulátory. Akumulátorová technika, ktorá sa okrem iného využíva vo smartfónoch alebo v laptopoch, vie pri rovnakej veľkosti akumulovať viac prúdu. Experti hovoria v tomto prípade o vysokej energetickej hustote. Okrem toho dosahujú akumulátory stupeň účinnosti od 90 do 95 percent a často dosahujú až 5 000 cyklov nabíjania. Z praxe vieme, že vydržia až 20 rokov.