Označení polykrystalické panely se vztahuje na panely, jejichž výroba je založena na lisování roztaveného křemíku. Právě taro metoda výroby dává polykrystalickým panelům některé z jeho nejzákladnějších vlastností.

Vzhled polykrystalických panelů

Tou první je jejich vzhled. Polykrystalické panely poznáte podle toho, že mají na první pohled zajímavou namodralou barvu, rovné, ostré rohy a jejich povrch je spíše nerovný, resp. nerovnoměrný.

Technické parametry

Co se technických parametrů a funkčních vlastností polykrystalických panelů týče, lze v obecnosti konstatovat, že jejich účinnost je oproti panelům monokrystalickým přece jen o něco nižší. Na druhou stranu polykrystalické panely vítězí v „kategoriích“ ztráta účinnosti při vysokých teplotách (tzv. teplotní koeficient), která je v jejich případě o něco lepší, a především v efektivitě využití rozptýleného světla.

Především poslední parametr může znamenat, že polykrystalické panely jsou vhodnou volbou v případě, že střecha, na které mají být umístěny, nemá ideální orientaci a obecně hrozí horší světelné podmínky. I když není v tomto ohledu rozdíl mezi polykrystalickými a monokrystalickými panely příliš velký, jistou výhodu to za specifických podmínek představovat může, zvláště pak v kombinaci s další výhodou – nižší cenou.

Výrobní proces polykrystalických panelů

Výroba polykrystalických panelů je totiž jednodušší než u ostatních typů, a protože se již používá delší dobu, je též optimalizovaná. Ve výsledku jsou polykrystalické panely levnější. Nižší účinnost (ve většině případů se pohybuje mezi 16 a 18 %,) je tak mnohdy možné nahradit větší plochou, a přitom stále vykázat finanční výhodnost oproti fotovoltaickým panelům jiného typu.

Právě díky tomu, že mají tyto panely v porovnání s ostatními typy delší historii, odhadem je plná polovina všech panelů, které na světě slouží, právě polykrystalická. Panely se stále vyrábějí a jak již bylo řečeno, v některých případech představují pro zájemce o koupi a instalaci fotovoltaických panelů dobrou volbu.

Monokrystalické panely se od těch polykrystalických liší metodou výroby. V jejich případě je solární článek tvořen jediným krystalem křemíku. Při výrobě solárních článků pro monokrystalické solární panely se křemík formuje do válcových tyčí nazývaných „křemíkové ingoty“. Tyto ingoty se poté rozřežou na čtverce se zkosenými hranami, křemíkové destičky, které jsou solárními články, které se následně sestavují do řad a sloupců a vytvářejí celý solární panel.

Vzhled monokrystalických panelů

Na jejich vnějším vzhledu se způsob výroby projeví následovně: pro monokrystalické panely jsou charakteristické oblé rohy a také tmavá až černá barva, která ještě více vyniká díky vrstvě kovových kontaktů, které je pokládána na články.

Technické parametry

Z hlediska technických parametrů je důležité, že monokrystalické panely mají vysokou účinnost. Vzhledem k tomu, že články monokrystalických solárních panelů jsou složeny z jediného křemíkového krystalu, elektrony, které generují tok elektřiny, mají více prostoru k pohybu a v důsledku toho jsou monokrystalické panely účinnější než výše popsané polykrystalické panely.

Účinnost

Účinnost monokrystalických fotovoltaických panelů se pohybuje na úrovni 18-20 %, což je o něco více než u panelů polykrystalických.

Funkčnost

Monokrystalické panely jsou také funkční za každého počasí a mohou fungovat i v prostředích s nižší mírou slunečního svitu. Monokrystalické panely jsou primární volbou vždy, když je k dispozici pouze omezené místo pro umístění solárních panelů. V takovém případě je ideální, pokud lze využít jejich vyšší účinnost.

Výroba

Poměrně náročný způsob výroby, který charakterizuje relativně vysoký objem odpadu, jež je při ní generován, se projevuje také vyšší cenou monokrystalických panelů v porovnání s panely polykrystalickými.

Panely označované jako „flexi“ nejsou v pravém smyslu doplňkem k výše popsaným polykrystalickým a monokrystalickým panelům. Jejich specifikum spočívá především v tom, že je vlastní fotovoltaická vrstva (typicky monokrystalická) nanášena na flexibilní materiál jako je např. papír nebo ohebné plasty.

Vlastnosti a parametry

Flexibilní panely mají vlastnosti a parametry podobné těm, kterými disponují klasické monokrystalické panely, jejich ohebnost jim ale dává možnost jedinečného použití v nejrůznějších podmínkách. Velmi často se používají na karavanech, jachtách a člunech apod. Kromě toho, že jsou ohebné, jsou flexibilní panely také velmi lehké.

Účinnost flexibilních panelů

Nejnovější generace flexibilních panelů se vyznačuje vysokou účinností přesahující 20 %, velmi často potom také samočistící schopností apod. Jedná se tak o ideální volbu pro všechny nestandardní aplikace.

Fotovoltaické elektrárny jsou moderním řešením pro produkci elektrické energie využívající přímou přeměnu slunečního záření na elektrický proud. Tyto elektrárny jsou stále více populární díky své schopnosti produkce čisté a obnovitelné energie bez emisí skleníkových plynů.

Fotovoltaické elektrárny mají různé výkony a jsou navrženy pro různé potřeby a požadavky zákazníků. Některé fotovoltaické elektrárny jsou dimenzovány pro menší domácnosti a další jsou dimenzovány pro průmyslové a komerční účely. V současné době existuje mnoho společností, které nabízejí fotovoltaické elektrárny na klíč a instalace po celé ČR.

Fotovoltaické elektrárny se stávají stále více populárními v ČR, protože nabízejí novou zelenou úsporu. Tyto elektrárny jsou využívány jako alternativa k tradičním zdrojům energie jako jsou fosilní paliva.

Výhodou fotovoltaických elektráren je, že nevyžadují žádný druh paliva a jejich provoz je prakticky bezúdržbový. Navíc, při výrobě elektřiny nevznikají žádné škodlivé emise. Díky tomu mohou být fotovoltaické elektrárny velmi užitečné pro ochranu životního prostředí a udržitelnost.

Instalace fotovoltaické elektrárny může být kombinována s dalšími technologiemi, jako je tepelné čerpadlo. Tepelná čerpadla využívají tepelnou energii z okolního prostředí k vytápění a chlazení prostoru. Tyto systémy mohou být kombinovány s fotovoltaickou elektrárnou k produkci elektřiny a zdroje tepla.

Celkově lze říci, že fotovoltaické elektrárny jsou udržitelným a ekologickým řešením pro produkci elektrické energie. Díky rostoucímu zájmu o obnovitelné zdroje energie jsou fotovoltaické elektrárny stále více populární a nabízejí vynikající možnost snížit náklady na energie a zároveň přispět k ochraně životního prostředí.

Vhodnost použití

Problémem při využívání sluneční energie je fakt, že Slunce stále nesvítí. Večer, v noci nebo třeba při zatažené obloze je to s fotovoltaikou poměrně špatné. Naopak během dne produkují panely energie více, než je spotřebováváno. Bylo by proto ideální, kdyby bylo možné energii vždy směrovat tak, aby se nikam neztrácela a byla využívána s maximální efektivitou.

Fotovoltaická elektrárna a další systémy

To je v dnešní době naštěstí již možné a umožňují to tzv. fotovoltaické elektrárny, jejichž umístění na střechu a připojení k systému domu, může být pro mnoho domácností velmi výhodné. Obecně je možné několik způsobů řešení. Přebytky elektrické energie lze předávat do distribuční sítě, anebo je lze ukládat. Pro akumulaci energie mohou být využity baterie, tepelná čerpadla, anebo voda.

Důležitost optimalizace systému

Nepochybujeme o tom, že i pro vás existuje vhodné řešení na míru. Ať již se rozhodnete pro umístění panelů s fotovoltaikou přímo na střechu rodinného domu nebo třeba garáže, vždy je dobré optimalizovat celý systém přímo na míru vašim reálným potřebám. Ne vždy je pro vás ekonomicky výhodné dodávat přebytek do sítě. Fotovoltaická elektrárna na střechu vašeho domu o výkonu vyšším než je reálná rozumně využitelná spotřeba je velmi často pouze mrháním finančními prostředky.

Fotovoltaika s bateriovým úložištěm

Princip fotovoltaiky s bateriovým úložištěm je jednoduchý. V případě, že vaše panely vyrobí energie více než kolik jí dům právě potřebuje, je možné tyto přebytky dodávat do distribuční sítě nebo si je uložit do bateriového úložiště.

Bateriový systém

Tento bateriový systém potom umožňuje uložené přebytky energie využít v domácnosti pro její běžný chod ve chvíli, kdy panely aktuálně nedodávají dostatek energie. Baterie mohou také představovat zálohu a fungovat samozřejmě i ve chvíli, kdy dojde k výpadku energie z distribuční sítě.

Pracovní cyklus systémů s bateriovým úložištěm

Fungování celého systému tak lze rozdělit do tří fází.

Denní režim

První fází je denní režim. V něm fotovoltaické panely vyrábí elektrickou energii, která napájí domácnost a spotřebiče v něm. Stejně tak může tato energie ohřívat vodu v bojleru. Energie, které není v této fázi spotřebována, je ukládána do bateriového úložiště, tzv. battery-boxu.

Noční režim

V nočním režimu samozřejmě fotovoltaická elektrárna vyrábět elektrickou energii prostřednictvím fotovoltaických panelů nemůže. V tu chvíli se domácnost přepne a odběr je realizován z nabitého bateriového úložiště. Tuto energii domácnost využívá do chvíle, než zkrátka a dobře dojde. V ten okamžik dojde k dalšímu přepnutí a dům začne odebírat energii z klasické distribuční sítě. Ráno se celý proces začne opakovat. Existuje ale ještě třetí fáze fungování systému s bateriovým úložištěm, která je spojená se specifickými situacemi.

Výpadek dodávek elektrické energie

Takovou situací je samozřejmě výpadek dodávek elektrické energie. V okamžiku, kdy dojde k blackoutu, je opět odběr přepnut na bateriové úložiště, které zajistí bezproblémový chod lednice, osvětlení, oběhová čerpadla či IT systémy. Chod domácnosti je tak alespoň na nějakou dobu zajištěn.

Využití aplikace pro sledování systému

V dnešní době je samozřejmostí, že bude celý systém připojen k aplikaci, která umožní sledování všech aktuálních i průměrných parametrů fotovoltaického systému s akumulací přebytků do bateriového úložiště. Tyto parametry lze tak sledovat na počítači, telefonu či tablet, třeba z druhého konce světa.

Dotace nová zelená úsporám

Pro všechny fotovoltaické systémy s akumulací přebytků lze získat dotaci na jejich pořízení a instalaci. To ještě zvyšuje jejich atraktivitu a zkracuje dobu ekonomické návratnosti. S tím, jak rostou ceny energií, se výhodnost akumulačních fotovoltaických systémů dále zvětšuje.

Životnost baterie

Otázkou, která je v souvislosti s akumulačními bateriemi řešena poměrně často, je životnost baterie. Tato otázka samozřejmě úzce souvisí s návratností celého systému. V případě bateriových systémů je návratnost počáteční investice odhadována na 12-20 let v závislosti na konkrétním systému a způsobu jeho využívání, případně výši dotace. Životnost současných baterií se počítá někde na úrovni desítky tisíc nabíjecích cyklů. Tato doba většinou překonává odhadovanou dobu a lze tak říci, že systém je rentabilní.

Šetrnost k životnímu prostředí

Pro mnoho lidí – speciálně těch, pro které počáteční investice v řádu nižších stovek tisíc nepředstavuje větší problém – má ale fotovoltaická elektrárna s akumulací do baterií ještě jednu nezanedbatelnou výhodu, stejně jako podobné systémy jiných typů (např. s akumulací do vody). Tou výhodou je samozřejmě šetrnost k životnímu prostředí, což je jedna z věcí, která koneckonců stála na samém počátku úvah o využití fotovoltaiky.

V domácnosti se na ohřev vody pro vytápění a vody užitkové spotřebuje značná část energie. Využití solárního ohřevu je proto velmi užitečné a také možností, jak ušetřit zajímavou část nákladů na provoz domácnosti. Podstata fungování fotovoltaických elektráren s akumulací do vody je podobná té, která byla popsána v části o bateriových systémech.

Solární ohřev vody v akumulační nádrži

V době, kdy fotovoltaické systémy dodávají domácnosti více energie, než je spotřebováváno, jsou tyto energetické přebytky ukládány nikoliv do baterií, ale do ohřevu vody v akumulační nádrži. V zásobníku je tak teplá voda, čekající na využití. Tento způsob ohřevu vody dokáže domácnosti uspořit poměrně zajímavé částky v jejím rozpočtu.

Vhodnost systému s akumulací do vody

Z principu fungování je nicméně patrné, že mezi bateriovým systémem a systémem s akumulací do vody jsou podstatné rozdíly a oba systémy mají ze své podstaty jiné využití. Nejedná se tedy o dva navzájem zaměnitelné systémy, z nichž si pouze vybíráme ten výhodnější. Rozhodování mezi nimi je přímo spojeno s rozhodnutím o tom, jakou obecnou strategii pro nakládání s energií pro svůj dům zvolíte.

Omezení tohoto fotovoltaického systému 

Fotovoltaika s akumulací do vody vám zkrátka světlo nerozsvítí, televizi elektřinu nedodá a v případě nočního blackoutu vám maso v mrazáku nezachrání. To však samozřejmě neznamená, že právě tento systém vám nebude vyhovovat více. Je zkrátka potřeba posoudit, jaký z obou systémů více odpovídá fungování domácnosti a lépe do něj zapadá.

Dotace na pořízení systémů s akumulací do vody

I v tomto případě lze na pořízení systému fotovoltaických panelů využít dotace v programu nová zelená úsporám. V případě fotovoltaických systémů s akumulací do vody je návratnost o něco kratší, než v případě systémů s bateriovým úložištěm což souvisí s tím, že jsou obecně levnější.

Pokud patříte mezi ty, kteří se nespokojí s průměrem a požadují pro svoji domácnost to skutečně nejlepší, je pro vás určen komplexní systém propojující fotovoltaickou elektrárnu v kombinaci s tepelným čerpadlem.

Princip tepelného čerpadla

Tepelné čerpadlo využívá stejného principu jako klasická chladnička. Z jednoho prostředí teplo odebírá (v případě lednice z jejího interiéru, v případě vytápění tepelným čerpadlem z okolí domu) a druhému jej předává (pokoji, kde je lednice umístěná, resp. interiéru domu). Fungování tepelného čerpadla lze také obrátit a může fungovat jako klimatizace.

Tepelné čerpadlo propojené s fotovoltaickými panely

Tu pravou sílu, ale TČ ukáže ve chvíli, kdy je propojeno se zdrojem energie, kterou samozřejmě potřebuje, do jednoho komplexního celku, jehož části spolu komunikují a podle potřeby upravují svoji činnost.

Právě to se stane ve chvíli, kdy dojde k propojení tepelného čerpadla s fotovoltaickými panely s vzniklý celek je řízen sofistikovaným systémem. Princip fungování tohoto komplexu je opět podobný všem předchozím. Ve dne produkují fotovoltaické panely přebytek energie, která pohání tepelné čerpadlo. To v zimě vytápí dům, v létě zajišťuje jeho klimatizaci.

Komplexní řešení systémů fotovoltaické elektrárny

Pokud je navíc fotovoltaická elektrárna řízena dobře navrženým inteligentním systémem a jsou do něj zakomponovány i akumulační zásobníky v podobě vodních nádrží, výsledkem je maximálně efektivní síť vzájemně spolupracujících částí, díky níž jsou toky energie řízeny s dokonalou účinností.

Řízení komplexních systému FVE

Systém je schopen okamžitě reagovat na změny vnějších podmínek, počasí i dalších parametrů ovlivňujících spotřebu energie v domácnosti. V takovém případě jsou samozřejmě úspory maximální stejně jako je minimální negativní vliv na životní prostředí. Z distribuční sítě je odebírána nejmenší možná část potřebné elektrické energie.

Energii slunečního záření, která je získávána skrze fotovoltaické panely a nelze ji zužitkovat v domácnosti ihned, můžeme dodávat přímo do sítě. Nejedná se, ale vždy o nejvýhodnější řešení.

Použití kombinovaného systému

Při instalaci kombinovaného systému ji lze využít i později, případně přeměnit v energii jiného typu a rovnou využít pro konkrétní aplikace. Příkladem je solární ohřev vody.