10.08.2021 Spútajte silu slnka vďaka solárnym riešeniam

Nie je to tak dávno, čo sa začali objavovať mini solárne články, ktoré poháňali napríklad náramkové hodinky, či kalkulačky. Za veľmi krátke obdobie sa z tejto technológie stal skvelý spôsob získavania neobmedzenej, ale hlavne obnoviteľnej, energie pre domácnosti, podniky, či celé mestá. V súčasnosti, kedy sa väčšina sveta snaží o znižovanie prebytočného CO2 v ovzduší, sa čoraz viac ľudí, uvedomujúci si aktuálnu situáciu znečisťovania ovzdušia, prikláňa k využívaniu obnoviteľných zdrojov na výrobu elektrickej energie, ohrev vody, či na pohon automobilov. Avšak ku zmenám dochádza aj v rámci legislatívy, ktorá požaduje dosahovanie určitých kritérií energetickej efektívnosti a to najmä pri rodinných domoch, ktoré sú ohodnocované energetickými štítkami, podobne ako elektrické spotrebiče. Tieto kritériá sú prísnejšie rok, čo rok a na ich splnenie je potrebné siahať po ekologických riešeniach v podobe využívania obnoviteľných zdrojov, ako je napríklad solárna energia. Existuje niekoľko druhov solárnych technológií a my by sme Vám chceli ozrejmiť rozdiel medzi fotovoltaickými panelmi a solárnymi kolektormi.

Mnoho ľudí ešte stále nepozná rozdiel medzi fotovoltaickými panelmi a solárnymi kolektormi a často si ich pletie. V nasledujúcich riadkoch sa Vám budeme snažiť čo najjednoduchšie vysvetliť rozdiel medzi týmito technologiami a ich spôsob využitia.

Fotovoltaické panely

Na úvod si povieme, čo je vlastne fotovoltaický článok a na akom princípe funguje. Zjednodušene povedané, fotovoltaické panely premieňajú slnečnú energiu na elektrický prúd. V princípe, pri premene svetelnej energie na elektrickú ide o aplikáciu fotoelektrického javu, pri ktorom dopadom fotónov (základná jednotka svetla) na polovodičový p-n prechod dochádza k uvoľňovaniu a hromadeniu voľných elektrónov. Ak je p-n prechod doplnený o dve elektródy (anóda a katóda), môžeme už hovoriť o fotovoltaickom článku, v ktorom dochádza ku generovaniu jednosmerného elektrického prúdu. Zjednodušene môžeme povedať, že dopadom svetla na veľkoplošnú polovodičovú súčiastku dochádza k priamej premene svetelnej energie na energiu elektrickú, a to za pomoci fotoelektrického javu. Samotný fotovoltický článok má len veľmi malé využitie, pretože výstupné napätie a elektrický výkon je pre väčšinu aplikácií nedostatočný. Preto sa články podľa požadovaného napätia a odoberaného prúdu zoskupujú do väčších celkov, a tak vytvárajú tzv. fotovoltaické panely (moduky). Spojením viacerých panelov vznikajú fotovoltaické polia (systémy) s požadovaným výstupným elektrickým výkonom a napätím. Panely sa z dôvodu dosiahnutia vysokej životnosti ukladajú do hermeticky uzavretých obalov, z vrchnej strany uzavretých priehľadným tvrdeným sklom. Táto úprava chráni panely pred poveternostnými vplyvmi s udanou životnosťou 20 až 30 rokov. V súčasnosti sa najrozšírenejšie typy fotovoltaických panelov vyrábajú z kremíkového materiálu, pričom rôznym spôsobom spracovania sa dajú vyrobiť monokryštalické, polykryštalické, ale aj amorfné fotovoltaické panely. Najpoužívanejším a zároveň najlacnejším používaným typom sú práve polykryštalické panely, ktorých účinnosť sa pohybuje niekde medzi 21%.

Pri tomto systéme je potrebné mať priemyselné, čo od neho očakávate a na aké účely bude využívaný. Fotovoltické systémy je možné použiť rôznym spôsobom, avšak medzi najrozšírenejšie patria systémy autonómne (tzv. off- grid), teda bez potreby napojenia na verejnú elektrickú sieť, a systémy spojené s elektrickou sieťou (tzv. on-grid).

Off-grid systémy sa používajú napr. na napájanie pokusných solárnych vozidiel, záhradných svietidiel, elektrických spotrebičov v horských chatách, k napájaniu meracích prístrojov v meteorologických staniciach a pod. V prípade On-grid systémov je výstupné jednosmerné napätie v striedači transformované na striedavé napätie a pripojené na spoločný rozvod elektrickej energie v dome. Výhodou tohto systému je, že spotrebiče v domácnosti môžu fungovať nezávisle na vonkajšom osvetlení. Pri dostatočnom slnečnom žiarení sú napájané z fotovoltaického modulu, v noci tak odoberajú energiu z verejnej elektrickej siete.

Jeden zo spôsobov ako slnečnú energiu využívať je ohrev vody v solárnych kolektoroch, kde sa tepelná energia nepriamo ukladá do vody, ktorá sa prostredníctvom výmenníkov tepla akumuluje a využíva na ohrev TÚV, prípadne vykurovania. Srdcom každého solárneho systému je kolektor. Princíp kolektora spočíva v tom, že slnečné žiarenie, ktoré dopadá na absorpčnú plochu, sa mení na teplo, ktoré sa vďaka odizolovaniu kolektora akumuluje a je odovzdávané do teplonosnej kvapaliny (nemrznúca zmes), ktorá cirkuluje v nerezovom absorbéri kolektora. Následne sa tepelná energia naakumulovaná v nemrznúcej zmesi odovzdáva úžitkovej vode vo výmenníku tepla. Solárny systém umožňuje celoročnú prevádzku práve vďaka dvojokruhovému systému. Externý zdroj tepla (kotol) môže dohrievať vodu počas zamračených dní. Solárny systém sa najčastejšie využíva na prípravu TÚV, prikurovanie budov, ohrev vody v bazénoch, či ako priemyselné teplo. V súčasnosti najpoužívanejšie solárne kolektory sú ploché a trubicové vakuové kolektory. Kolektor s vákuovými trubicami pracuje s vyššou účinnosťou ako tradičný plochý kolektor, nakoľko lepšie zachytáva slnečnú energiu vďaka valcovitému tvaru. Životnosť kvalitného solárneho kolektora sa pohybuje v rozmedzí 25 až 30 rokov. Všeobecne je možné povedať, že životnosť solárneho systému je omnoho dôležitejšia vlastnosť, ako je samotná účinnosť kolektora. Každý z nás radšej oželie nejaké to percento účinnosti v prospech dlhšej životnosti. Životnosť je jeden z najdôležitejších parametrov, ktorá vstupuje do výpočtu návratnosti systému. Obvyklá návratnosť sa pohybuje v širokom rozsahu cca 5 – 13 rokov, a to v závislosti od veľkého množstva faktorov ako je spotreba, spôsob kúrenia, umiestnenie kolektora, na čo sa solárny ohrev bude používať a ďalšie. 

V procese rozhodovania či a aký systém si zvoliť určite pomôže aj informácia, že štát sa snaží aktívne podporovať využívanie obnoviteľných zdrojov prostredníctvom príspevkov. Pri fotovoltaických paneloch ide o čiastku do 1500€, pri solárnych kolektoroch sa výška dotácie pohybuje do výšky až 1750€. Všestky informácie, ako a kedy môžete požiadať o dotáciu nájdete na stránke zelenadomacnostiam.sk

späť na Blog