Fotovoltaické elektrárny

Sluneční (solární) energie

Solární energie patří mezi nevyčerpatelné zdroje energie. Její využití nemá žádné negativní dopady na životní prostředí. Množství využitelné energie závisí na klimatických podmínkách jednotlivých částí zemského povrchu. Lze ji dobře využívat nejen v oblastech s dlouhým slunečním svitem, ale i s vyšší nadmořskou výškou.

V České republice jsou poměrně dobré podmínky pro využití energie slunečního záření, přestože množství sluneční energie v průběhu roku kolísá a největší množství sluneční energie dopadá v období, kdy spotřeba tepla je nejnižší.

Ročně dopadá kolmo na 1 m2 plochy 800 – 1250kWh solární energie. Od dubna do října 75% energie a 25% energie v období od října do dubna. Celková doba slunečního svitu v našich podmínkách se pohybuje v rozmezí 1400 – 1800h/rok. V horských oblastech dosahuje doba 1 600h za rok, v nížinných oblastech jižní Moravy 2000h. Celkové záření se skládá z přímo dopadajícího a difuzního záření. Difuzní záření vzniká odrazem slunečního světla na pevných i kapalných částicích rozptýlených v atmosféře (např. na mracích, prachových částicích, atd.) a tvoří až 50% z celkového množství slunečního záření.

Pro výrobu elektrické energie se nejčastěji používají křemíkové solární články.

Dle typu solárních článků lze fotovoltaické sluneční panely a kolekotry rozdělit na:

•  monokrystalické kolektory – skládají se z jediného krystalu
•  polykrystalické kolektory – z mnoha různě orientovaných krystalů
•  amorfní kolektory – základem amorfní křemíková vrstva

Panely s monokrystalickými články

Solární panely s monokrystalickými články jsou v naších podmínkách používané nejvíce. Krystaly křemíku jsou větší než 10 cm a vyrábí se na bázi chemického procesu – tažením roztaveného křemíku ve formě tyčí o průměru až 300 mm. Ty se poté rozřežou na tenké plátky, tzv. podložky. Účinnost těchto článků se pohybuje v rozmezí 13 až 17%.

Solární panely s polykrystalickými článkyZákladem je, stejně jako u monokrystalických panelů, křemíková podložka,s tím rozdílem, že solární články se skládají z většího počtu menších polykrystalů. Účinnost polykrystalických článků se pohybuje od 12 do 14% (výjimečně až 16%). Jejich výroba je ale v porovnání s monokrystalickými panely mnohem jednodušší, tedy i levnější a rychlejší.

Solární panely s amorfními články

Základem amorfních slunečních panelů je napařovaná křemíková vrstva, ta je v tenké vrstvě nanesena na sklo nebo fólii. Účinnost těchto článku je poněkud nižší, pohybuje se v rozmezí 7 až 9%. Pro dosažení daného výkonu je potřeba 2,5x větší plochy, než kolik by bylo potřeba při použití mono nebo polykrystalických modulů. Celoroční výnos je ovšem o 10% vyšší! Tyto typy článků patří k dnes na trhu nejlevnějším a výhodné jsou především tam, kde investor není omezení prostorem.

Výroba solární elektřiny v Evropě

Po pěti letech příprav byla letos v březnu poblíž portugalského městečka Serpa, 200 km jihovýchodně od Lisabonu, spuštěna solární elektrárna monumentálních rozměrů. Svažitý terén o zastavěné ploše 60 hektarů, což je zhruba 80 fotbalových hřišť, pokrylo více než 52 tisíc fotovoltaických panelů s celkovým instalovaným výkonem 11 MW. Z hlediska výroby elektřiny má jít o doposud největší projekt. Produkce má dosáhnout 20 gigawatthodin elektřiny ročně, což pokryje spotřebu zhruba 8 tisíc portugalských domácností a ušetří ročně více než 30 tisíc tun emisí CO2, které by vznikly při výrobě stejného množství elektřiny z uhlí.

Technologické řešení tvoří sluneční křemíkové panely vybavené technologií PowerTracker, která umožňuje otáčení panelů za Sluncem, a tedy maximálně efektivní využití slunečního záření během dne. Díky tomu solární panely vyrobí až kolem 30 % (dodavatel technologie, firma PowerLight uvádí dokonce až 35 %) elektřiny navíc oproti konvenčním pevným panelům. Půda pod slunečními panely navíc neleží ladem. Panely jsou umístěny na stojanech dva metry nad zemí a pozemek slouží nadále pro pastvu ovcí.

Elektrárna sluneční bezobslužná se solárním trackerem. Tracker automaticky otáčí a naklání solární panely ke slunci dle astronomické dráhy slunce, centrální řídicí systém pro více trackerů, automatická korekce polohy při silném a nárazovém větru, rychlá montáž i demontáž, vysoká spolehlivost a životnost, snadná údržba

O tom, že klíčovým faktorem pro rozvoj fotovoltaické výroby elektřiny je vládní podpora, která nutně nemusí spočívat v dotačních programech, ale například v daňových úlevách, stanovení pevných výkupních cen pro čistou energii z obnovitelných zdrojů nebo podpoře dlouhodobých a nízkoúročených úvěrů pro investory, vypovídají nejlépe kapacity instalovaných zařízení v Evropě. Přestože nejlepší sluneční podmínky pro rozvoj solární energetiky mají jižní státy jako Španělsko, Portugalsko nebo Itálie, evropským lídrem ve fotovoltaice se stalo Německo, které pro rozvoj alternativních zdrojů, včetně fotovoltaiky, vytvořilo dobré podnikatelské prostředí a nasměrovalo sem masivní podporu. Z celkové instalované kapacity fotovoltaických elektráren v zemích EU ve výši 1800 MW v roce 2005 tak připadlo na území našeho západního souseda téměř 86 %. Rostoucí kapacita solárních systémů v dalších zemích, jako například ve Španělsku, Itálii, Portugalsku, ale i Holandsku nebo Rakousku svědčí o tom, že německý příklad následují.