Komplexní průvodce pro pochopení solárních článků: Vysvětlení nejčastějších dotazů

1. Co je fotovoltaika?

Fotovoltaika je přímá přeměna slunečního světla na elektřinu pomocí fotovoltaického efektu. Tento proces zahrnuje solární články, známé také jako fotovoltaické články, které zachycují sluneční světlo a přeměňují je na elektrickou energii.

2. V čem se fotovoltaika liší od jiných technologií přeměny solární energie?

Na rozdíl od jiných metod, které přeměňují sluneční světlo na teplo (jako jsou solární ohřívače vody nebo solární tepelná výroba elektřiny), fotovoltaika přímo přeměňuje sluneční světlo na elektřinu bez mezikroků. Tato přímá konverze je efektivnější a všestrannější pro různé aplikace.

3. Jak funguje solární článek?

Solární článek funguje tak, že absorbuje světlo, které excituje elektrony v materiálu, což jim umožňuje proudit a vyrábět elektřinu. Klíčovou složkou v tomto procesu je pn přechod, kde dvě různé oblasti polovodičového materiálu vytvářejí elektrické pole, které pomáhá oddělovat a shromažďovat generované elektrony, čímž vzniká proud a napětí.

4. Co je účinnost solárních článků a proč se zdá, že se čísla účinnosti tak výrazně liší?

Účinnost solárních článků je procento slunečního záření přeměněného na použitelnou elektřinu. Účinnost se liší v důsledku různých materiálů a technologií používaných v solárních článcích. Komerčně dostupné solární články dosahují účinnosti přibližně 5 % až 17 %, zatímco pokročilé články používané ve vesmíru mohou dosáhnout až 33 %. Faktory jako výrobní techniky a podmínky prostředí také ovlivňují efektivitu.

5. Jaké jsou různé technologie solárních článků?

Technologie solárních článků se liší především v závislosti na materiálech a výrobních procesech. Mezi běžné typy patří:

• Solární články z křemíkové destičky: Nejrozšířenější, dostupné jako monokrystalické nebo multikrystalické.
• Tenkovrstvé solární články: Vyrobeny z materiálů, jako je amorfní křemík, telurid kadmia nebo diselenid mědi a india, jsou tenčí a levnější, ale obecně méně účinné.
• Solární články III-V: Vysoce účinné články vyrobené z materiálů, jako je arsenid gallia, často používané v kosmických aplikacích.
• Multijunkční solární články: Kombinujte různé materiály pro zachycení širšího rozsahu slunečního spektra a nabízí vyšší účinnost.

Technologie solárních článků se liší především v závislosti na materiálech a výrobních procesech. Mezi běžné typy patří:

6. Jaký je rozdíl mezi solárním článkem a fotovoltaickým panelem nebo polem?

Solární článek je jediná jednotka, která přeměňuje sluneční světlo na elektřinu. Více solárních článků je spojeno do fotovoltaického panelu, který zvyšuje napětí a výkon. Fotovoltaické pole označuje systém propojených panelů.

7. Jaký typ elektřiny vyrábí FV panel?

FV panely produkují stejnosměrný proud (DC) elektřinu, podobnou energii z baterií. Tento stejnosměrný proud lze převést na střídavý proud (AC) pomocí invertoru, díky čemuž je kompatibilní s většinou domácích a síťových aplikací.

8. Kolik energie vyrábí FV panel a co znamená standardní hodnocení?

FV panely jsou hodnoceny na základě jejich výkonu za standardních testovacích podmínek, obvykle označovaných jako AM1,5 a při pokojové teplotě. Pro hrubé odhady vynásobte jmenovitý výkon panelu 5 pro místa ve střední zeměpisné šířce, abyste určili denní produkci energie v kilowatthodinách (kWh).

9. Kolik fotovoltaického výkonu potřebuji pro danou aplikaci?

Odhadněte své potřeby energie výpočtem své denní spotřeby energie (v kWh) a použitím základního pravidla. Například pro místa kolem 30° zeměpisné šířky vydělte svou celkovou denní zátěž 4, abyste získali požadovaný FV výkon. Podle potřeby upravte tento faktor pro vyšší nebo nižší zeměpisné šířky.

10. Jaké jsou běžné FV aplikace?

Fotovoltaické systémy se používají v různých aplikacích, od malých zařízení, jako jsou kalkulačky a hodinky, až po rozsáhlé instalace, jako jsou obytné solární systémy a energetické elektrárny. Jsou zvláště užitečné pro vzdálená místa bez přístupu k síti a pro snížení spotřeby elektrické energie v obytných a komerčních budovách.

11. Produkují solární články více energie, než se spotřebuje při jejich výrobě?

Ano, solární články mají obvykle energetickou návratnost v rozmezí od několika měsíců do šesti let, v závislosti na typu a umístění. Během své životnosti 20+ let vyrobí mnohem více energie, než se spotřebuje při jejich výrobě.

12. Kolik stojí FV energie?

Náklady na FV panely se liší, ale hrubý odhad pro instalované obytné systémy je asi 7 USD za watt. To se může zvýšit u vzdálených systémů. Instalace a další komponenty mohou zdvojnásobit náklady na panel. Ceny jsou obvykle uvedeny za watt nebo za metr čtvereční.

13. Je fotovoltaika ekonomicky životaschopná?

FV je ekonomicky životaschopné pro malá zatížení a vzdálené aplikace bez přístupu k síti. U systémů připojených k síti to závisí na místních cenách elektřiny, ekologických aspektech a možnostech financování. V některých případech se nejedná o nejlevnější variantu ve srovnání s tradičními zdroji elektřiny.

14. Jaké jsou náklady na elektřinu z FV ve srovnání s elektřinou vyrobenou jinými způsoby?

Porovnání nákladů může být složité kvůli různým cenovým strukturám. Náklady na FV systém jsou většinou počáteční, zatímco náklady na konvenční elektřinu zahrnují průběžné palivo a údržbu. Odhady pro FV elektřinu se pohybují od 20 do 40 ¢/kWh, zatímco konvenční elektřina v USA obvykle stojí asi 8 ¢/kWh. Faktory jako umístění, dotace a budoucí ceny elektřiny ovlivňují toto srovnání.

15. Které společnosti vyrábějí FV články a produkty?

Mnoho společností vyrábí fotovoltaické články a produkty. Kompletní seznam najdete naSolarbuzz. Místní maloobchodníci také prodávají komponenty a poskytují služby instalace a údržby.

16. Jaké jsou výhody a nevýhody fotovoltaiky?

výhody:

• Spolehlivý a nenáročný na údržbu
• Vhodné pro různé aplikace, velké i malé
• Šetrné k životnímu prostředí
• Lze instalovat rychle a postupně

Nevýhody:

• Vyšší počáteční náklady ve srovnání s tradičními zdroji elektřiny
• Nižší hustota energie slunečního záření jej činí méně vhodným pro aplikace s vysokou energetickou náročností, jako je doprava

17. Co děláš pro sílu v noci?

U samostatných fotovoltaických systémů ukládají baterie přebytečnou energii pro noční použití. Systémy připojené k síti využívají energii ze sítě v noci.

18. Jak dlouho vydrží fotovoltaický systém?

Fotovoltaické systémy jsou odolné, často vydrží přes 20 let s minimální údržbou. Na fotovoltaické moduly je obvykle poskytována záruka 20 let, zatímco na elektronické součástky je záruka přibližně pět let. Baterie v samostatných systémech může vyžadovat výměnu každých 5-10 let.

19. Jaké jsou součásti fotovoltaického systému?

Mezi klíčové komponenty patří:

• Podsystém pro úpravu napájení: Regulátory nabíjení a střídače
• Skladování: Typicky olověné baterie
• Balance of System (BOS) Components: Elektroinstalace, montáž pole atd.

20. Je dostatek slunečního světla, aby přispělo ke světové energetické potřebě?

Absolutně. Země dostává více energie ze Slunce za pouhou hodinu, než svět spotřebuje za celý rok.

21. Jak se mohu zúčastnit programů obnovitelných zdrojů energie?

Zapojte se instalací fotovoltaických systémů na vašem pozemku nebo podporou programů zelené energie, které využívají obnovitelné zdroje k výrobě elektřiny.

Odpovědí na tyto často kladené otázky doufáme, že poskytneme komplexní pochopení systémů solární energie. Ať už uvažujete o instalaci fotovoltaického systému nebo se jen zajímáte o to, jak solární technologie funguje, tato příručka nabízí cenné informace, které vám pomohou činit informovaná rozhodnutí. Pro podrobnější informace a odborné rady navštivte naše webové stránky na adreseok-eps.com.