Neustálé zdražování tradičních energetických zdrojů, stejně jako touha snížit dopad emisí uhlíku do atmosféry na životní prostředí, výrazně zvyšuje zájem o alternativní zdroje energie. Největší pozornost je navíc věnována solární energii, protože technologie, které umožňují získávat elektřinu ze slunečních paprsků, jsou nejdostupnější. Není divu, že na střechách mnoha domů můžete vidět řady vhodných panelů, které vám umožňují zajistit farmám určitou autonomii a dokonce prodávat přebytečnou elektřinu za „zelený“ tarif.
Zároveň stále existuje mnoho skeptiků, kteří pochybují o účinnosti takové energie. Navíc je jako hlavní argument „proti“ předložena verze o neschopnosti solárních panelů fungovat v zatažených dnech. Svůj park solárních stanic však rapidně rozšiřují například Německo, Rakousko a Švédsko, které sluncem příliš nehýří. V roce 2006 byl tedy v Německu otevřen největší světový areál elektráren poháněných solární energií.
Alternativní energie se nehodlají vzdát ani tak ponurá města jako Seattle, San Francisco a Londýn. Otázka jeho účinnosti při zatažené obloze však stále existuje a je třeba na ni odpovědět.
Obsah
- Bude tedy solární baterie fungovat?
- Kolik vyrobí solární panel za oblačného počasí?
- Jak jinak můžete udržet účinnost v zataženém počasí?
- Jak fungují solární panely v oblačném počasí?
- Jaké panely vybrat
- Inovace a vývoj, které v budoucnu zlepší účinnost panelů
Bude tedy solární baterie fungovat?
Provoz solárního panelu je založen na fotovoltaické přeměně sluneční energie na elektrickou energii.
Pokud se ponoříme do detailů, klasický design zařízení obsahuje dvě křemíkové destičky, z nichž jedna je potažena fosforem a druhá borem. Když sluneční světlo dopadne na panel, elektrony se začnou pohybovat, což má za následek elektrický proud. Panel je navíc proražen měděnými vodiči, kterými je výsledný proud směrován do elektrospotřebičů nebo akumulátorů.
To znamená, že aby tato struktura fungovala, potřebuje světlo. Vědci zároveň tvrdí, že ze všech slunečních paprsků, které dopadají na Zemi, 5 až 95 % není schopno prorazit mraky. V důsledku toho 95 až 5 %, vezmeme-li v úvahu hustotu oblačnosti, může dosáhnout povrchu panelů.
Sluneční světlo se tak vždy dostane na zemský povrch. Proto, i když je obloha zatažená nebo v rozptýleném světle, solární baterie budou fungovat, ale jejich výkon bude nižší než za jasného dne.
Kolik vyrobí solární panel za oblačného počasí?
Ano, zatažená obloha skutečně snižuje produktivitu solárních stanic. Ale pokud se ještě před pár lety dalo hovořit o nemožnosti jejich provozu v takovém počasí, dnes se díky neustále se zdokonalujícím technologiím účinnost výrobků postupně zvyšuje. Pravda, ani nyní není jejich účinnost vysoká a při zatažené obloze může v závislosti na hustotě oblačnosti klesnout provozní účinnost o 20-80 % jmenovitého výkonu. Pokud jsou však v mracích byť jen ty nejmenší mezery, kterými pronikají sluneční paprsky, může být produktivita solárních modulů výrazně vyšší než minimum, protože fotovoltaické články budou přijímat nejen přímé sluneční paprsky, ale také odražené světlo. z mraků.
Zároveň je nutné počítat s tím, že solární panely se mohou lišit v krystalickém složení absorbujícího materiálu fotovoltaických prvků, což ovlivňuje účinnost. Navíc, čím vyšší je účinnost baterií, tím méně kritické jsou pro ně husté mraky.
Efektivita je jedním z hlavních ukazatelů charakterizujících produktivitu panelu. Je určena poměrem výkonu zařízení k výkonu záření dopadajícího na jeho povrch.
A pokud mluvíme o nejběžnějších a nejoblíbenějších křemíkových prvcích, pak jejich účinnost je:
- až 23 % u výrobků z monokrystalického křemíku. Jedná se o ultračistý materiál vypěstovaný speciální technologií. Je dopován různými nečistotami, které snižují reflexní vlastnosti;
- 14-18% pro prvky vyrobené z polykrystalického křemíku pěstovaného v křemenných kelímcích. K tomu se používá odpad ultračistého křemíku nebo křemíku nízké čistoty;
- 8 % pro produkty vyrobené z nekrystalického amorfního křemíku. Tento materiál se používá při výrobě tenkovrstvých modulů.
Monokrystalické modely jsou tedy nejproduktivnější, a to i za oblačného počasí. Je pravda, že jejich cena je o něco vyšší než u jiných typů produktů.
Jak jinak můžete udržet účinnost v zataženém počasí?
Abyste se vyhnuli ztrátám za oblačného počasí i za jasného slunečního svitu, měli byste:
- vyberte výrobky s dobrou antireflexní vrstvou, která nebude odrážet dostupné záření;
- věnujte pozornost modelům s vlnitým nebo vlnitým povrchem, což vám umožňuje zvýšit produktivitu o 10-15%, čímž se zvětší povrch, který přijímá sluneční světlo;
- instalujte baterie na místa, která nejsou zastíněna stromy nebo budovami;
- použijte speciální tracker, který vám umožní sledovat polohu slunce a natočit k němu moduly s fotovoltaickými prvky.
Nejprve by se však do instalace solární elektrárny měli zapojit kvalifikovaní odborníci, kteří:
- vypočítat požadovanou plochu panelů;
- určí optimální místo pro jejich umístění a polohu, která jim umožní přijímat maximum světla;
- Nainstalují regulátor požadovaného výkonu, který usnadní efektivní nabíjení baterií v hodinách nejefektivnějšího provozu stanice.
I při zatažené obloze tak solární panely, i když mnohem déle, budou navzdory všem skeptikům nadále nabíjet baterie.
Obliba solárních panelů rok od roku neustále roste. Je to dáno především tím, že se staly dostupnějšími, významnou roli sehrálo i zavádění programu „zelených tarifů“ v různých zemích světa. To znamená, že elektřina vyrobená ze solárních panelů může být prodána vládě za výhodnou cenu.
Solární elektrárny fungují tak, že vyžadují údržbu dvakrát ročně, která spočívá v čištění ochranného povrchu od kontaminace. Základní podmínky pro instalaci zařízení vyžadují dobré osvětlení a vysoké oslunění světelného toku. Při výběru solárních panelů byste ale měli vzít v úvahu také skutečnost, zda budou používány v zimě, protože při zatažené obloze se podmínky pro běžný provoz zhoršují a účinnost klesá.
Jak fungují solární panely v oblačném počasí?
Nejvyšší účinnosti z nich lze dosáhnout za dobrého slunečného počasí při teplotě ohřevu fotovoltaických prvků nejvýše 25 stupňů. Když je obloha zatažená, účinnost solárních panelů výrazně klesá, ale produktivita se nezastaví. Při největší oblačnosti je výkon pouze 5-20% maximálního možného. To je způsobeno tím, že mraky blokují přístup k panelům před slunečními paprsky a zůstávají pouze rozptýlené světlo. V takových podmínkách fungují solární elektrárny bez přerušení, ale s účinností uvedenou výše.
Je mylná představa, že panely s otočným mechanismem jsou za oblačného počasí neúčinné. Ve skutečnosti je rozdíl i při absenci slunečního světla otočení fotovoltaických článků směrem ke slunci skrytému v mracích. To je způsobeno tím, že i rozptýlené světlo z jeho strany má vyšší sluneční záření. Proto se pro zvýšení účinnosti solární elektrárny v oblačném počasí doporučuje instalovat panely, které se otáčejí podle pohybu slunce. Existují také další kritéria výběru, budeme je zvažovat níže.
Jaké panely vybrat
Na základě výše uvedeného platí, že čím vyšší je účinnost baterií, tím méně se sníží výstupní výkon při poklesu aktivity světelného toku. Panely s nízkou účinností proto nejsou vhodné pro provoz v oblačném počasí, protože nepřítomnost slunečního záření snižuje výstupní výkon natolik, že se jejich provoz stává iracionálním. Takové panely zahrnují amorfní a polykrystalické modely. Proto je třeba dát přednost solárním bateriím na bázi křemíkových monokrystalů.
Při oblačném počasí je jejich produktivita vyšší a v souladu s tím se zvyšuje racionalita provozu. Lépe pohlcují rozptýlené světlo pronikající skrz mraky. Tohoto efektu je dosaženo díky skutečnosti, že monokrystalické fotovoltaické články jsou vyrobeny z vysoce čistého křemíku. Jeho stupeň čištění je 99,99% ve srovnání s polykrystalickým.
Inovace a vývoj, které v budoucnu zlepší účinnost panelů
Novinkou v oblasti solární energie budou panely s vrstvou grafenu na ochranném povrchu. Zvláštností tohoto povlaku je, že baterie získává schopnost přijímat energii z dešťových kapek dopadajících na její povrch. Tím se částečně kompenzují energetické ztráty z nedostatku slunečního záření. Také se očekává, že se na trhu brzy objeví solární panely schopné vyrábět elektřinu nejen z ultrafialového záření ze slunce, ale také z infračerveného záření. To vám umožní pracovat stejně efektivně v kteroukoli roční dobu a při jakémkoli osvětlení.
S ohledem na současnou nedostupnost panelů citlivých na infračervené záření a s grafenovou vrstvou se tedy doporučuje zakoupit solární panel s křemíkovými polykrystaly pro celoroční použití. To zaručuje stabilní výkon ve slunečných dnech a nejmenší pokles výkonu, když není sluneční světlo.
