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


20.10.2020Zeppelin CZ s.r.o.
Díky solárním panelům Caterpillar se Zeppelin CZ stává dodavatelem hybridních energetických systémů, které k výrobě elektřiny kombinují fosilní paliva s obnovitelnými zdroji. K hladkému, správnému a spolehlivému fungování tyto hybridní systémy využívají řídicí jednotky úspěšné české firmy ComAp, která se prosadila v celosvětovém měřítku.
7.10.2020Energetický regulační úřad
Energetický regulační úřad (ERÚ) vydal cenové rozhodnutí, kterým stanoví podporu pro podporované zdroje energie pro příští rok. Zároveň ERÚ poprvé od roku 2013 vydal nové cenové rozhodnutí pro oblast teplárenství. Parametry stanovené těmito rozhodnutími budou účinné od 1. ledna 2021.
6.10.2020Ing. Josef Hodboď, TZB-info, obor Vytápění
V článku je odhad dopadu elektromobilů na dostatek elektrické energie. V porovnání energetické náročnosti aut se spalovacími motory a elektromobilů z hlediska neobnovitelné primární energie nejsou elektromobily zásadně lepší. Řešením může být využití principů, které se vztahují na budovy.
21.9.2020Ing. Josef Hodboď, TZB-info, obor Vytápění
Aktuální poznatky z přechodu na OZE, v Německu Energiewende, poukazují na působící brzdy. Připravovaný nový energetický zákon NEZ by je měl odstranit a podpořit inovativní, decentralizovaná řešení. Čím více občanů bude mít ze změn prospěch, tím více bude přechod k bezuhlíkovému energetickému hospodářství podpořen.
29.8.2020Ing. Josef Hodboď, TZB-info, obor Vytápění
Experimentální rodinný dům vybavený fotovoltaikou, modifikovaným tepelným čerpadlem a sezónním tepelným akumulátorem mezi základy domu v praxi prokázal možnost snížit spotřebu neobnovitelné primární energie pod 20 kWh/m2 za rok i v českých podmínkách.
22.8.2020Svaz moderní energetiky, Solární asociace, Aliance pro energetickou soběstačnost
Polsko dosáhlo na konci července 2 261,3 MW instalovaného výkonu ve fotovoltaice. Překonalo tak instalovaný výkon solárních elektráren v Česku, který posledních sedm let stagnuje okolo 2 130 MW.
30.7.2020Mgr. Jiří Zilvar, redakce
Indická fotovoltaická elektrárna Pagavada Solar Park s instalovaným výkonem 2 050 MW a rozlohou 53 čtverečních kilometrů patří k největším na světě.
29.7.2020Panasonic (divize tepelná čerpadla a klimatizační technika)
Společnost Panasonic oznamuje nastěhování prvních nájemníků do inovativního energetického projektu Future Living Berlin (FLB). Tento projekt se vyznačuje mimořádně nízkými hodnotami vyprodukovaného CO2 a je nejnovějším přírůstkem do sítě inteligentních měst, které jsou vybaveny technologiemi společnosti Panasonic.
23.7.2020Ing. Petr Wolf, Ph.D., Ing. Pavel Hrzina, Ph.D., Univerzitní centrum energeticky efektivních budov, ČVUT v Praze
Návrh FV systémů s ohledem na maximální roční výnos (celková získaná energie vztažená na jednotku instalovaného výkonu) se pomalu stává minulostí. Do popředí zájmu se dostávají systémy s přizpůsobením diagramu výroby odběrovému diagramu místní spotřeby a systémy s lepším využitím plochy potřebné pro instalaci FV pole.
14.6.2020AERS s.r.o.
Po pilotním projektu ve výrobním závodě Fenix v Jeseníku se jedná již o druhou instalaci zařízení SAS (špičkovací akumulační stanice). Ve spolupráci se společností Matru s.r.o. jsme dne 31.3.2020 úspěšně předali a zprovoznili stanici o výkonu 200 kW/204 kWh pro Strojírny v Rumburku. Provozovatel plánuje větší využití solární výroby pro vlastní spotřebu a minimalizaci odběrů z veřejné distribuční sítě.
 
 

Reklama

ZOBRAZIT PLNOU VERZI
© Copyright Topinfo s.r.o. 2001-2020, všechna práva vyhrazena.