Slunce je obrovským zdrojem obnovitelné, nevyčerpatelné energie, kterou můžeme použít ve vlastních rodinných domech. Fotovoltaické články (také známé jako solární články) se používají k přeměně sluneční energie na elektřinu. Jak buňky vlastně fungují? Jaké jsou jejich náklady a zda se vyplatí je instalovat do našich domovů? Na všechny tyto otázky odpovíme níže.
Pokud plánujete instalaci fotovoltaických panelů, nezapomeňte se podívat na nabídky několika společností. Můžete je získat velmi jednoduchým způsobem - použijte službu Hledat dodavatele, která je k dispozici na webu Stavební kalkulačky. Po vyplnění krátkého formuláře dostanete asi tucet nabídek od různých společností, zdarma a bez jakýchkoli závazků.
Co jsou fotovoltaické články a jak fungují?
Fotovoltaické články jsou křemíkové polovodičové oplatky. Uvnitř je elektromagnetické pole (známé také jako potenciální bariéra). Sluneční paprsky dopadající na buňku srazí elektrony ze svého místa na polovodičích. Tímto způsobem se vytvoří páry nosičů s opačnými náboji (negativní a kladné elektrony). Tyto náboje jsou odděleny působením elektrického pole. To zase způsobuje, že se na článcích objeví elektrické napětí, které můžeme použít po připojení zařízení, která čerpají energii.
Za zmínku také stojí, že moderní fotovoltaické panely fungují celý den od úsvitu do soumraku. V zamračených dnech používají rozptýlené paprsky, což znamená, že solární článek může fungovat bez ohledu na počasí.
Typy fotovoltaických článků instalovaných v rodinných domech
K dnešnímu dni známe čtyři typy fotovoltaických článků (selen, křemík, barvivo a polymer). V nabídkách výrobců působících na polském trhu však najdeme pouze fotovoltaické panely vyrobené na bázi křemíku. V rodinných domech používáme:
Monokrystalický solární článek - vyrobeno z jediného krystalu křemíku, nakrájeného na malé kousky. Jsou snadno rozpoznatelné podle jejich charakteristické, velmi tmavé barvy. Solární panely tohoto typu se vyznačují dlouhou životností a vysokou účinností. Monokrystalický solární článek je schopen přeměnit 17 až 22% sluneční energie, což je celkem uspokojivý výsledek. Jeden panel má obvykle výkon 150 až 180 W. Náklady jsou jedinou významnou nevýhodou. Ceník tohoto typu fotovoltaických článků je bohužel dost vysoký.
Polykrystalický solární článek - vyrobeno z polykrystalického křemíkového krystalu. Poznáme je podle namodralé barvy. Charakteristickým znakem polykrystalických článků je vysoká odolnost, pozoruhodná je také atraktivní cena fotovoltaických článků. Tyto typy solárních panelů mají účinnost mezi 14 a 18%. Podle mnoha odborníků je použití polykrystalických článků v našich klimatických podmínkách nejlepším řešením.
Amorfní solární článek - jsou technologicky nejpokročilejší, jsou vyrobeny z nekrystalizovaného (amorfního) křemíku. Můžeme je odlišit lehce vínovou barvou a o něco menšími velikostmi. Je zajímavé, že amorfní buňky mohou vytvářet elegantní moduly, které jsou namontovány na střechy nebo balustrády budovy. Tyto typy solárních elektráren jsou nejméně efektivním řešením. Jejich účinnost je 6 až 10%. Stojí však za to zdůraznit, že nejdůležitější výhodou tohoto řešení je atraktivní pořizovací cena. Ceník fotovoltaických panelů tohoto typu je pro naši kapsu nejatraktivnější.
Na systémy fotovoltaických článků lze získat atraktivní financování ze státního rozpočtu. Pokud vás to zajímá, můžete získat další informace o tomto tématu kliknutím na tento odkaz.
Systémy solárních článků
Samotné solární panely na přeměnu sluneční energie na elektřinu nestačí. Potřebujeme také celý integrovaný systém, který umožní buňkám fungovat. V komerčních nabídkách existují dva typy systémů
- Off grid (autonomní systém) - vytváří uzavřený systém, ve kterém je energie přenášena na baterii nebo přímo do elektrických zařízení.
- Na síti (otevřený systém) - tento typ solárních elektráren nemá baterie. Přebytečná elektřina se neukládá, ale vrací se zpět do veřejné sítě.
Oba výše uvedené systémy lze připojit přímo k elektrickým zařízením nebo je vybavit přídavným měničem, který převádí proud z přímého na střídavý. Technologicky nejmodernější solární elektrárny jsou vybaveny účinnými bateriemi a regulátory. Regulátor může automaticky přepnout napájení ze solárního (když je baterie vybitá) na energii dodávanou z veřejné sítě. Jedná se o poměrně efektivní a funkční řešení, které zvyšuje pohodlí při instalaci fotovoltaické elektrárny.
Nejdůležitější parametry fotovoltaických článků
Před nákupem fotovoltaických článků stojí za to seznámit se s jejich technickými specifikacemi. Některé parametry budou popsány poměrně komplikovaným způsobem, ale běžný uživatel se s informacemi o základních parametrech spokojí. Určitě stojí za to věnovat pozornost parametrům, jako jsou:
Tolerance výkonu - parametr, který udává minimální výkon modulu za určitých podmínek. Hodnota by měla být mezi 0 a 5%.
Špičkový výkon (také nazývaný maximální výkon) - označeno symbolem Wp. Parametr nám říká o maximálním výkonu získaném fotovoltaickými články za optimálních povětrnostních podmínek. Pamatujte však, že maximální výkon se s pracovní dobou článků sníží.
Maximální napětí systému - parametr udává maximální napětí, při kterém mohou pracovat solární panely připojené k systému. Maximální hodnota napětí se pohybuje mezi 600 - 1 000 V.
Nečinné napětí - říkáme tomu také napětí naprázdno. Tento parametr definuje maximální napětí modulů, které nejsou připojeny k přijímačům. Hodnota tohoto parametru se pohybuje od 20 do 50 V.
Maximální napájecí napětí - toto je napětí získané při provozu na maximální výkon.
Akční ceny solárních panelů a tepelných čerpadel
Faktor plnění - parametr udávající poměr skutečné energie získané z článků k jejich výkonu získanému při jejich maximálním proudu a napětí. Parametr je definován v procentech a neměl by být nižší než 70%.
Intenzita proudu při maximálním výkonu - parametr specifikovaný v ampérech. Udává maximální proud při provozu na maximální výkon.
Pracovní teplota - toto je obzvláště důležitý parametr. Pamatujte, že naše solární panely budou vystaveny měnícím se povětrnostním podmínkám, proto by pracovní teplota měla mít nejširší rozsah, např. -45oC až +90oC.
Váhy - tento parametr je důležitý při instalačních pracích. Stojí za to věnovat pozornost a vypočítat maximální zatížení naší střechy. Jeden panel standardních velikostí zpravidla váží až 30 kg (i když existují i mnohem těžší výjimky). Komerční nabídky zahrnují také malé modulární panely, jejichž hmotnost je asi 2 kg. Obvykle je používáme na balustrády a malé střechy.
Rozměry - může rozhodnout o nákladech na instalaci. Standardní modul má rozměry 30 x 45 cm. Nabídky výrobců však obsahují také mnoho větších i menších modelů.
Cena fotovoltaických článků
Solární elektrárny nejsou v Polsku příliš populární. Jejich cena může být stále velmi vysoká. Před nákupem buněk musíme mít na paměti, že ceník jednotlivých výrobců se může velmi lišit. Proto stojí za to si prohlédnout co nejvíce nabídek. Nejlevnější (ale také obtížně dostupné) jsou amorfní buňky. Cena jednoho prvku se může pohybovat od 800 PLN do 1 000 PLN. Koupíme kvalitní polykrystalické křemíkové články za 1 300–2 000 PLN. Za solární panely z monokrystalického křemíku zase zaplatíme nejméně 2 500 PLN. Pamatujte, že solární elektrárna v rodinném domě musí mít od tuctu až po několik desítek panelů. Konečná pořizovací cena zahrnuje také střídač, montážní systémy, náklady na montáž, náklady na konfiguraci systému, kabely a ochranné prvky. Proto můžeme vidět, že fotovoltaické panely jsou v Polsku stále poměrně velkým nákladem.
Simulace nákladů fotovoltaické panely
Předpokládáme, že instalace fotovoltaických článků je umístěna na malém dvoupatrovém domě. V takových budovách se obvykle používají solární elektrárny z polykrystalických panelů. V našem případě bude mít instalace výkon 5 kWp a bude se skládat z 20 panelů (250 Wp) ze středního cenového rozpětí. Jednotlivé výdaje budou následující:
- Solární panely (20 x 1 300 PLN) - 26 000 PLN
- Střídač - 5 800 PLN
- Konstrukce z hliníkových profilů (přizpůsobená střeše z ocelových tašek nebo keramických tašek) - 4 000 zl
- Zabezpečení a kabely - 400 PLN
- Montážní služba s konfigurací - 4 200 PLN
Konečné náklady na naši simulaci jsou 40 400 PLN. Toto je orientační hodnota. Pamatujte, že ceník jednotlivých zhotovitelů se může výrazně lišit. Konečnou cenu projektu dokonce ovlivňuje kurz eura (většina panelů se dováží do Polska).
Bude solární elektrárna zisková?
Naše solární elektrárna má kapacitu 5 kW a je schopna vyrobit přibližně 4 800 kWh elektrické energie za rok. Tuto hodnotu lze porovnat s průměrným ročním požadavkem na elektřinu pro čtyřčlennou domácnost. Pamatujte však, že naše instalace funguje v režimu on grid a neobsahuje baterie. Přebytečná elektřina je směrována do veřejné sítě. Je zajímavé, že můžeme přebytečnou energii prodat dodavateli sítě. Částka však nebude příliš vysoká a celý proces bude vyžadovat, abychom zařídili speciální ústupek.
Dodavatel může navrhnout sazbu 0,15 až 0,25 PLN za kWh přenesenou do veřejné sítě. Tak nízká sazba nebude mít příliš velký dopad na návratnost nákladů celého projektu. Naše úspory vyplývají ze snížení (nebo dokonce odstranění) účtů za elektřinu. Průměrná sazba dodavatele je 0,60 PLN / kWh. Během roku jsme pro vlastní potřebu vyrobili 4 800 kWh, což dává hodnotu 3 120 PLN. Investice do solární elektrárny se tedy vrátí maximálně za 13 let. Vezměme však v úvahu, že ceny elektřiny neustále rostou. V praxi se může ukázat, že se investice vyplatí mnohem dříve.
