logo TZB-info

Reklama

Fotovoltaika

fotovoltaické panely Fotovoltaika je technologie pro přímou přeměnu slunečního záření na elektřinu. Jedná se o jediný zdroj elektřiny bez pohyblivých součástí. Pojem fotovoltaika je vytvořen ze dvou slov – řeckého φώς, které znamená světlo, a volt, což je jednotka elektrického napětí.
Fotovoltaika je považována za trvale udržitelnou technologii, a to ze dvou důvodů. Především využívá nejdostupnější obnovitelný zdroj energie na Zemi – sluneční záření. Množství slunečního záření, které každoročně dopadne na zemský povrch, je 4000krát větší než veškerá spotřeba energie celého lidstva. Slunce přitom bude svítit ještě miliardy let. Druhý důvod je, že energie vložená do výroby fotovoltaických panelů a dalších komponent fotovoltaické elektrárny se v podmínkách České republiky vrátí zhruba za 2 roky, přičemž očekávaná životnost panelů přesahuje 30 let.


HISTORIE FOTOVOLTAIKY
Fotovoltaický jev poprvé pozorovali William Grylls Adams a jeho žák Richard Evans Day v roce 1876 na PN přechodu vytvořeném mezi selenem a platinou. První fotovoltaický článek použitelný k výrobě elektřiny však byl vyroben až v roce 1954. Více k historii.
TECHNOLOGICKÝ VÝVOJ
Od 70. let minulého století probíhá bouřlivý vývoj, v jehož průběhu roste účinnost, klesá cena a zvyšuje se životnost fotovoltaických článků a panelů. První články s účinností kolem 6 % byly vyráběny technologicky a energeticky náročnými výrobními postupy, které například vyžadovaly vakuum. Současné články a panely jsou vyráběny neporovnatelně jednoduššími operacemi za normálního tlaku s nižší spotřebou surovin a energií.
Dříve se soudilo, že krystalické panely budou nahrazeny panely tenkovrstvými, existovala představa generačního vývoje fotovoltaiky:
  • První generace - krystalické panely - relativně vysoká účinnost, ale i cena
  • Druhá generace - tenkovrstvé - nižší účinnost, ale zejména nižší cena
  • Třetí generace - vysoká účinnost při nízké ceně
Vývoj však neprobíhá podle této představy. V letech 2008 a 2009 došlo k prudkému nárůstu výrobních kapacit solárního křemíku, který vedl k propadu cen krystalických panelů. Konkurenční výhoda tenkovrstvých technologií se tím vytratila a jejich podíl na trhu začal klesat.
Podrobněji v článcích o historii a perspektivách fotovoltaiky: krystalické články a méně rozšířené technologie).
TERMINOLOGIE
Fotovoltaický článek je v principu velkoplošná fotodioda, která přeměňuje sluneční záření na stejnosměrný proud.
Fotovoltaický panel obvykle obsahuje větší počet článků, výkon jednoho panelu se pohybuje kolem 200 Wp.
Fotovoltaická elektrárna se skládá z panelů, střídače, nosné konstrukce a dalších komponent. Fotovoltaické systémy však mohou být i stejnosměrné nebo hybridní.
Jmenovitý výkon se udává ve wattech špičkového výkonu (Wp - wattpeak), skutečný výkon závisí především na úrovni slunečního záření, na úhlu dopadu paprsků a na výkonovém přizpůsobení zátěže.
Optimální orientace a sklon fotovoltaických panelů.
Více k terminologii.
VÝHODY OPROTI JINÝM ZPŮSOBŮM VÝROBY ELEKTŘINY
Hlavní výhodou fotovoltaiky je, že nepotřebuje palivo. Fotovoltaická elektrárna proto může fungovat dlouhou dobu bez obsluhy.
Fotovoltaika je přitom jediným zdrojem elektřiny, který neobsahuje pohyblivé součásti. To přispívá k nízké poruchovosti, což opět snižuje náročnost na obsluhu.
Další výhodou fotovoltaiky oproti jiným technologiím výroby elektřiny je snadná škálovatelnost. Na jedné straně jsou v praxi běžně používány fotovoltaické články o výkonu zlomků wattů, například v kalkulačkách. Na druhé straně existují fotovoltaické elektrárny o výkonech ve stovkách megawattů. I největší fotovoltaické elektrárny jsou však složeny z jednotlivých panelů o jmenovitém výkonu kolem 200 W. Ze stejných panelů jsou přitom složeny i malé fotovoltaické systémy na střechách budov.
TYPY FOTOVOLTAICKÝCH PANELŮ
Krystalické - komerčně nejrozšířenější panely sestavené z článků vyrobených na tenkých deskách z krystalického křemíku. Rozlišují se tři základní varianty:
  • monokrystalické (c-Si), kdy je ingot tažen z taveniny Czochralskiho metodou, ingot je tvořen jedním monokrystalem ve tvaru válce se zúženými konci (salám), který je následně oříznut do tvaru kvádru se zaoblenými rohy a poté rozřezán na jednotlivé desky o tloušťce 150 µm.
  • multikrystalické (m-Si), kdy je ingot odléván do formy ve tvaru kvádru, který je následně rozřezán na menší kvádry a poté na desky
  • ribbon, kdy je z taveniny přímo tažen tenký pás, z něhož jsou odlamovány desky.
Tenkovrstvé - méně rozšířené panely reprezentované několika odlišnými technologiemi:
  • a-Si - amorfní křemík
  • µc-Si - mikrokrystalický křemík
  • tandem/micromorph - dvouvrstvá struktura z amorfního a mikrokrystalického křemíku
  • CdTe - kadmium-telurid
  • CIS - měď (Cu), indium (In), selen (Se)
  • CIGS - měď (Cu), indium (In), galium (Ga), selen (Se)
Kromě toho je rozvíjena celá řada nových konceptů, jejichž společným cílem je snižování nákladů na vyrobenou elektřinu. Podrobněji v článcích o historii a perspektivách fotovoltaiky: krystalické články a méně rozšířené technologie).
ÚČINNOST FOTOVOLTAICKÝCH PANELŮ
Krystalické panely dosahují obecně vyšší účinnosti - běžně kolem 15 %, špičkové až 20 % - než panely tenkovrstvé. Nejlepší tenkovrstvé panely však v současnosti již dosahují srovnatelné účinnosti, jako průměrné krystalické panely.
VÝVOJ CEN
Ceny fotovoltaických panelů klesají o 16 až 20 % při každém zdvojnásobení celosvětově instalovaného výkonu. Aby se vývoj urychlil, byly nejdříve v Japonsku a později v Německu a dalších zemích zavedeny různé formy investiční a provozní podpory.
Ceny panelů se ještě po roce 2000 pohybovaly kolem 5 €/Wp. Provozní podpora však srazila ceny panelů hluboko pod 1 €/Wp.
V současnosti se magické hranici 1 €/Wp blíží investiční náklady malých fotovoltaických elektráren instalovaných na střechách budov.
PARITA
V souvislosti s poklesem cen panelů bylo v mnoha zemích dosaženo parity - fotovoltaika se stala nejlevnějším zdrojem elektřiny.
V České republice je elektřina z fotovoltaiky levnější, než elektřina ze sítě pro koncové odběratele v kategorii domácností a malých firem, je však nutno všechnu spotřebovat v místě výroby.
DOTACE
Provozní podporou fotovoltaiky byl až do konce roku 2013 zelený bonus nebo garantovaná výkupní cena. Od 1. 1. 2014 již neměly nové instalace nárok na žádnou provozní ani investiční podporu a výstavba nových elektráren se téměř zastavila. Od října 2015 je u instalací do 10 kWp možné požádat o investiční podporu v rámci programu Nová zelená úsporám.
FOTOVOLTAIKA VE STAVEBNICTVÍ
Fotovoltaické panely lze snadno aplikovat na střechy nebo fasády budov. Předpokládá se proto, že v souvislosti s přechodem k budovám s téměř nulovou spotřebou energie se fotovoltaika ve větší míře uplatní ve stavebnictví.
FOTOVOLTAIKA PRO OHŘEV TEPLÉ VODY
V souvislosti se zrušením provozní a tím v podstatě jakékoli podpory fotovoltaiky v České republice se začalo rozvíjet využívání fotovoltaiky pro ohřev teplé vody.
Fotovoltaika jako technologie určená výhradně pro ohřev teplé vody dosud není plně konkurenceschopná klasickému solárnímu ohřevu s termickými kolektory. Poskytuje však výhody, které solární termický ohřev nemá.
Zcela bezkonkurenční je však ohřev vody využívající přebytků fotovoltaické elektrárny, které by jinak byly prodávány do sítě za cenu kolem 0,50 Kč/kWh i nižší.
Více v článcích:
PODNIKÁNÍ VE FOTOVOLTAICE
Až do konce roku 2015 platí, že každý provozovatel fotovoltaické elektrárny v České republice, který žádal o provozní podporu prostřednictvím výkupní ceny nebo zeleného bonusu, musí získat licenci ERÚ. Tím se automaticky stává podnikatelem. V případě ztráty zaměstnání tak nejen nemá nárok na podporu, ale navíc musí platit sociální a zdravotní pojištění. Více v článku Provozovatel fotovoltaické elektrárny nemá nárok na podporu v nezaměstnanosti.

Od 1. 1. 2016 potom platí, že výrobny do 10 kWp nepotřebují licenci ERÚ ani když jsou připojené k síti, stačí dohoda s distributorem. Provozovatel takové elektrárny již není podnikatelem. Přetoky elektřiny do sítě jsou povoleny, ale předpokládá se, že výrobce většinu vyrobené elektřiny spotřebuje na místě.

Podmínky podpory se v letech 2010 a 2011 několikrát měnily a to dokonce i s retroaktivními dopady. Kromě toho se významně měnila i další legislativa, která si u realizovaných elektráren vynutila dodatečné investice. Řada provozovatelů fotovoltaických elektráren si proto stěžuje, že namísto lukrativního byznysu, který jim stát v době realizace garantoval, se ocitli ve ztrátě.

Kromě toho je řada menších fotovoltaických elektráren, jejichž provozovatelé si stěžují, že je ČEZ na konci roku 2010 nepřipojil, přestože měli své elektrárny dokončeny už v září nebo říjnu, ale na druhou stranu upřednostnil spřátelené investory a připojoval jim elektrárny dokončené v posledních dnech prosince 2010.

Mohlo by vás zajímat


8.4.2021GBC Solino s.r.o.
Za rostoucí dostupnost fotovoltaických elektráren vděčíme nejen neustálému vývoji ve fotovoltaických modulech a střídačích, ale také velkému posunu v oblasti konstrukcí pro fotovoltaiku. Trendem v této kategorii je neustálé zjednodušování instalace pro vyšší rychlost realizace stavby, dále je velmi důležitá životnost všech instalovaných prvků, funkčnost, univerzálnost, minimalizace pořizovacích nákladů a v neposlední řadě také design.
7.4.2021Conergy Česká Republika, s.r.o.
Tématem, o němž se tu a tam v českých a slovenských médiích objevují zmínky zejména v období letní okurkové sezóny, je bezpečnost fotovoltaických aplikací. O tom, jaká je reálná (ne)bezpečnost slunečních elektráren, zejména těch spojených s budovami, jsou následující řádky.
1.4.2021Expertní skupina Frank Bold
Komunitní výrobu energie prostřednictvím energetických společenství má umožnit nový energetický zákon, který aktuálně připravuje Ministerstvo průmyslu a obchod. Energetická společenství na úrovni bytových domů, sídlišť, obcí, i krajů se budou moct věnovat řadě činností od výroby elektřiny přes její skladování až po poskytování flexibility síti.
31.3.2021Ing. Josef Hodboď, TZB-info, obor Vytápění
Energetický management je prostředkem pro dosažení uhlíkové neutrality. Optimalizace provozu spotřebičů a nabíjení a vybíjení energetických úložných kapacit v domě ve vztahu k aktuálnímu výkonu fotovoltaického systému, přesunem odběru elektřiny ze sítě do doby nízkého tarifu atd. maximalizuje spotřebu energie vyrobené vlastní elektrárnou a minimalizuje náklady na odběr elektřiny ze sítě.
31.3.2021Ing. Antonín Vojáček
Použití fotovoltaiky není příliš složité a lze ji snadno využívat i v malém. Fotovoltaika stále zlevňuje, pojďme se podívat, jak si postavit jednoduchou fotovoltaickou elektrárnu.
29.3.2021Filip Březina
V souvislosti s rozmachem fotovoltaických instalací v ČR je možné na internetu a na výstavách sledovat časté debaty investorů na téma fotovoltaických panelů. Už méně se ale hovoří o výběru správného fotovoltaického střídače, i když na efektivní provoz zařízení a výnos má zásadní vliv.
17.3.2021S-Power Energies, s.r.o.
Získat stavební povolení nebylo nikdy jednoduché. Od roku 2020 je to ale ještě o chlup složitější. Počínaje loňským rokem totiž všechny novostavby musí být navrženy jako tzv. NZEBy, tedy budovy s téměř nulovou spotřebu energie. Podle toho je třeba vypracovat už samotný projekt. A právě to může být kámen úrazu. Vybrat nejvhodnější kombinaci technologií (vytápění, chlazení, fotovoltaika), aby splňovala požadavky na NZEB, je někdy nečekaně složité.
17.3.2021innogy Česká republika a.s.
Zájem domácností o instalaci fotovoltaiky roste. Poptávka je především po třífázových bateriových systémech. innogy chce letos zdvojnásobit počet instalací na 500 elektráren. Firma buduje zázemí pro fotovoltaiku ve Středočeském kraji.
13.3.2021Svaz moderní energetiky
Ministerstvo životního prostředí (MŽP) zveřejnilo výsledky tří předregistračních výzev Modernizačního fondu. V rámci testu investičního prostředí se přihlásilo 9 tisíc zájemců o podporu při výstavbě nových fotovoltaických elektráren, modernizace tepláren a projektů, které mají zefektivnit průmysl.
12.3.2021Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií VUT v Brně
Srdečně vás zveme na 42. ročník konference Nekonvenční zdroje elektrické energie (NZEE), který se uskuteční ve dnech 23. 6.–25. 6. 2021 v příjemném prostředí Hotelu Ryšavý poblíž Moravského Krumlova.
11.3.2021Karolína Gyurovszká, Expertní skupina Frank Bold
Skotsko – exemplární příklad a vzor toho, jak by mohly být v členských státech EU podporovány energetické komunity. Co se od něj může naučit Česká republika, která definici komunit teprve připravuje?
4.3.2021Mgr. Martin Maňák, Frank Bold Advokáti, s.r.o.
Se zájmem o umístění FVE na střechu rodinného domu se setkáváme čím dál častěji. Pokud se však rodinný dům rozhodne jeho majitel prodat, je nutné při tom myslet i na FVE. Na co se připravit shrnují Frank Bold Advokáti.
25.2.2021GBC Solino s.r.o.
Nabíjet elektromobil (EV) dnes již můžeme mnoha způsoby. Tou nejrychlejší cestou je nabíjení ve veřejných stanicích se stejnosměrným proudem, jejichž síť se neustále rozšiřuje. Nejběžnější výkon je v našich končinách u stejnosměrných dobíjecích stanic 50 kW.
 
 

Reklama

ZOBRAZIT PLNOU VERZI
© Copyright Topinfo s.r.o. 2001-2021, všechna práva vyhrazena.