Relativně nedávno byla samotná myšlenka poskytovat soukromým domácnostem elektřinu autonomně považována za fantastickou. Dnes je to objektivní realita. V Evropě se solární panely používají odedávna, protože jde o téměř nevyčerpatelný zdroj levné energie. V naší zemi získávání elektřiny z takových zařízení pouze získává na popularitě. Tento proces neprobíhá příliš rychle a důvodem jsou jejich vysoké náklady.
Princip činnosti solární baterie je založen na tom, že ve dvou křemíkových deskách potažených různými látkami (bór a fosfor) vzniká působením slunečního záření elektrický proud. V desce, která je pokryta fosforem, se objevují volné elektrony.
V deskách, které jsou potaženy borem, se tvoří chybějící částice. Elektrony se začnou pohybovat působením slunečního světla. Takto vzniká elektrický proud v solárních panelech. Tenké prameny mědi, které jsou pokrytykaždou baterii, odeberte z ní proud a nasměrujte ji k určenému účelu.
Jedna deska může napájet malou žárovku. Závěr napovídá sám o sobě. Aby solární panely poskytovaly domu dostatečný výkon, musí být jejich plocha poměrně velká.
Silikonová ozubená kola
Princip solární baterie je tedy jasný. Proud vzniká působením ultrafialového světla na speciální desky. Pokud se jako materiál pro výrobu takových desek použije křemík, pak se baterie nazývají křemík (nebo křemíkový vodík).
Takové břitové destičky vyžadují velmi složité výrobní systémy. To zase výrazně ovlivňuje cenu produktů.
Křemíkové solární články existují v mnoha typech.
Konvertory pro jeden krystal
Jsou to panely se zkosenými rohy. Jejich barva je vždy čistě černá.
Pokud mluvíme o monokrystalových konvertorech, pak lze princip fungování solární baterie stručně označit jako středně účinný. Všechny články fotocitlivých prvků takové baterie jsou nasměrovány jedním směrem.
To vám umožní získat nejvyšší výsledek mezi podobnými systémy. Účinnost tohoto typu baterie dosahuje 25 %.
Nevýhodou je, že takové panely by měly vždy směřovat ke slunci.
Pokud se slunce schovává za mraky, klesá k obzoru nebo ještě nevyšlo, baterie generují spíše slabý proudmoc.
Polykrystalické
Díly těchto mechanismů jsou vždy čtvercové, tmavě modré. Jejich povrch obsahuje nehomogenní krystaly křemíku.
Účinnost polykrystalických baterií není tak vysoká jako u monokrystalických modelů. Může dosáhnout 18 %. Tato nevýhoda je však kompenzována výhodami, o kterých bude pojednáno níže.
Princip fungování tohoto typu solárních baterií umožňuje jejich výrobu nejen z čistého křemíku, ale také z recyklovaných materiálů. To vysvětluje některé závady nalezené na zařízení. Charakteristickým rysem mechanismů tohoto typu je, že dokážou poměrně efektivně generovat elektrický proud i za oblačného počasí. Díky této užitečné kvalitě jsou nepostradatelné v místech, kde je rozptýlené sluneční světlo běžným každodenním jevem.
Amorfní silikonové panely
Amorfní panely jsou levnější než ostatní, to určuje princip fungování solární baterie a její konstrukci. Každý panel se skládá z několika velmi tenkých vrstev křemíku. Vyrábějí se nástřikem částic materiálu ve vakuu na fólii, sklo nebo plast.
Účinnost panelů je mnohem nižší než u předchozích modelů. Dosahuje 6 %. Křemíkové vrstvy na slunci rychle vyhoří. Po šesti měsících používání těchto baterií klesne jejich účinnost o 15 % a někdy až o 20.
Dva roky provozu zcela vyčerpá zdroje účinných látek a panel bude nutné změnit.
Jsou tu ale dvě plusy, kvůli kterým se tyto baterie stále kupují. Za prvé, fungují i za oblačného počasí. Za druhé, jak již bylo zmíněno, nejsou tak drahé jako jiné možnosti.
Hybridní fotokonvertory
Amorfní křemík je základem pro uspořádání mikrokrystalů. Principem fungování solární baterie je podobná polykrystalickému panelu. Rozdíl mezi tímto typem baterií je v tom, že jsou schopny generovat elektrický proud větší síly v podmínkách rozptýleného slunečního světla, například za zataženého dne nebo za svítání.
Baterie navíc fungují pod vlivem nejen slunečního záření, ale také v infračerveném spektru.
Solární konvertory z polymerové fólie
Tato alternativa křemíkových panelů má všechny šance stát se lídrem na trhu solárních panelů. Připomínají film skládající se z několika vrstev. Mezi nimi můžeme rozlišit mřížku hliníkových vodičů, polymerní vrstvu účinné látky, substrát z organické hmoty a ochranný film.
Takové fotočlánky, vzájemně kombinované, tvoří solární článek s fólií ve tvaru role. Tyto panely jsou lehčí a kompaktnější než silikonové panely. Při jejich výrobě se nepoužívá drahý křemík a samotný výrobní proces není tak drahý. Díky tomu je rolovací panel levnější než všechny ostatní.
Princip fungování solárních panelů zajišťuje, že jejich účinnost není příliš vysoká.
Dosahuje 7 %.
Proces výroby panelů tohoto typuse redukuje na vícevrstvý tisk na film fotobuňky. Vyrobeno v Dánsku.
Další výhodou je možnost rozřezat roli baterie a přizpůsobit ji jakékoli velikosti a tvaru.
Jen jedno mínus. Baterie se právě začaly vyrábět, takže je stále docela obtížné je sehnat.
Existuje však důvod se domnívat, že tyto prvky si mezi spotřebiteli rychle získají zaslouženou dobrou pověst, což dá výrobcům příležitost vyrábět ve větším měřítku.
Solární vytápění domů
Princip fungování solární baterie pro vytápění domu je radikálně odlišuje od všech výše popsaných zařízení. Tohle je úplně jiné zařízení. Popis následuje.
Hlavní částí solárního systému je kolektor, který přijímá světlo a přeměňuje ho na kinetickou energii. Plocha této položky se může lišit od 30 do 70 metrů čtverečních.
K upevnění kolektoru se používá speciální technika. Desky jsou propojeny kovovými kontakty.
Další součástí systému je akumulační kotel. Přeměňuje kinetickou energii na tepelnou energii. Podílí se na ohřevu vody, jejíž výtlak může dosáhnout 300 litrů. Někdy jsou takové systémy podporovány dalšími kotli na suchá paliva.
Dokončete systémsolární topné stěnové a podlahové prvky, ve kterých ohřátá kapalina cirkuluje tenkými měděnými trubkami rozmístěnými po celé jejich ploše. Díky nízké počáteční teplotě panelů a rovnoměrnosti přenosu tepla se místnost dostatečně rychle zahřeje.
Jak funguje solární ohřev?
Pojďme se blíže podívat na to, jak solární panely fungují s ultrafialovým světlem.
Mezi teplotou kolektoru a akumulačního prvku je rozdíl. Nosič tepla, kterým je nejčastěji voda, do které se přidává nemrznoucí směs, začne cirkulovat kolem systému. Práce, kterou tekutina vykoná, je přesně kinetická energie.
Když kapalina prochází vrstvami systému, kinetická energie se přeměňuje na teplo, které se využívá k vytápění domu. Tento proces cirkulace nosiče poskytuje místnosti teplo a umožňuje jeho skladování v kteroukoli denní a roční dobu.
Takže jsme přišli na to, jak fungují solární panely.
