Úvod do fotovoltaiky

Energie obnovitelných zdrojů

S rostoucím nedostatkem neobnovitelných zdrojů energie, jako jsou např. fosilní paliva a plyn, se zvyšuje význam tzv. Obnovitelných zdrojů energie. Mezi ně patří energie slunečního záření, větru, atd. Tyto moderní trendy jsou v současné době i za výhodných ekonomických podmínek podporované státem.

Využití slunečního záření

Možnosti využití slunečního záření se dají rozdělit, v podstatě do dvou způsobů. Prvním z nich je solární ohřev, při kterém je energie slunečního záření přímo přeměněna v teplo a využívá se např. pro ohřev vody v domácnostech nebo pro průmyslové využití. Dalším způsobem je přímá přeměna sluneční energie na elektrickou energii za pomocí fotovoltaických článků využívajících fotoelektrický jev. V některých případech je možné oba způsoby kombinovat.

Využitelnou energii slunečního záření si můžeme představit následujícím způsobem. Při nejkratší dráze záření dopadajícího kolmo na horizontální rovinu povrchu země dopadá na tento povrch výkon 1 000 W/m2.

Fotoelektrický jev a fotovoltaický článek

Pro výrobu elektrické energie fotovoltaickým způsobem, využíváme fotovoltaického jevu, při němž jsou elektrony uvolňovány (vyzařovány, emitovány) z látky v důsledku absorpce elektromagnetického záření. Pro vytvoření potřebného rozdílu potenciálu je možno využít polovodičového PN přechodu popř. jiného přechodu dvou různých materiálu. V ozářené oblasti jsou nerovnovážné nosiče, které difundují směrem k přechodu PN. Vzniká tak rozdíl potenciálu a s ním související stejnosměrný proud.

Fotovoltaická elektrárna

Jednotlivé fotovoltaické články se v praxi zapojí serio-paralelně do bloků a skládáním se z nich montují fotovoltaické panely. Tyto fotovoltaické panely, se umísťují vhodným způsobem a pod vhodným úhlem, tak aby abychom získali maximální možnou intenzitu slunečního záření a maximální produkci elektrické energie. Stejnosměrný proud fotovoltaických panelů je pomocí elektrických zařízení, nazývaných střídači, přeměněn na střídavý elektrický proud s vhodnými parametry pro dodávku elektrické energie do distribuční sítě.