Relatívne nedávno bola samotná myšlienka autonómneho poskytovania elektrickej energie súkromným domom považovaná za fantastickú. Dnes je to už objektívna realita. V Európe sa solárne panely využívajú oddávna, pretože ide o takmer nevyčerpateľný zdroj lacnej energie. V našej krajine získavanie elektriny z takýchto zariadení len získava na popularite. Tento proces neprebieha príliš rýchlo a dôvodom sú ich vysoké náklady.
Princíp fungovania solárnej batérie je založený na tom, že v dvoch kremíkových doskách potiahnutých rôznymi látkami (bór a fosfor) vzniká pôsobením slnečného žiarenia elektrický prúd. V platni, ktorá je pokrytá fosforom, sa objavujú voľné elektróny.
Chýbajúce častice sa tvoria v tých doskách, ktoré sú potiahnuté bórom. Elektróny sa začnú pohybovať pôsobením slnečného svetla. Takto vzniká elektrický prúd v solárnych paneloch. Tenké pramene medi, ktoré sú pokrytékaždú batériu, odoberajte z nej prúd a nasmerujte ju na určený účel.
Jedna platňa môže napájať malú žiarovku. Záver naznačuje sám seba. Aby solárne panely poskytovali domu dostatočný výkon, ich plocha musí byť dosť veľká.
Silikónové ozubené kolesá
Princíp solárnej batérie je teda jasný. Prúd vzniká pôsobením ultrafialového svetla na špeciálne platne. Ak sa ako materiál na výrobu takýchto dosiek použije kremík, potom sa batérie nazývajú kremík (alebo kremík vodík).
Takéto doštičky vyžadujú veľmi zložité výrobné systémy. To zase výrazne ovplyvňuje cenu produktov.
Silikónové solárne články sú dostupné v mnohých typoch.
Konvertory na jeden kryštál
Sú to panely so skosenými rohmi. Ich farba je vždy čisto čierna.
Ak hovoríme o monokryštálových konvertoroch, tak princíp fungovania solárnej batérie možno stručne označiť ako stredne účinný. Všetky články fotocitlivých prvkov takejto batérie sú nasmerované jedným smerom.
To vám umožní dosiahnuť najvyšší výsledok spomedzi podobných systémov. Účinnosť tohto typu batérie dosahuje 25 %.
Nevýhodou je, že takéto panely by mali vždy smerovať k slnku.
Ak sa slnko schováva za mraky, klesá k horizontu alebo ešte nevyšlo, batérie budú generovať dosť slabý prúdmoc.
Polykryštalické
Platne týchto mechanizmov sú vždy štvorcové, tmavomodré. Ich povrch obsahuje nehomogénne kryštály kremíka.
Účinnosť polykryštalických batérií nie je taká vysoká ako účinnosť monokryštalických modelov. Môže dosiahnuť 18%. Táto nevýhoda je však kompenzovaná výhodami, ktoré budú uvedené nižšie.
Princíp fungovania tohto typu solárnych batérií umožňuje ich výrobu nielen z čistého kremíka, ale aj z recyklovaných materiálov. To vysvetľuje niektoré chyby nájdené na zariadení. Charakteristickým znakom mechanizmov tohto typu je, že dokážu celkom efektívne generovať elektrický prúd aj pri zamračenom počasí. Takáto užitočná kvalita ich robí nenahraditeľnými na miestach, kde je rozptýlené slnečné svetlo bežným každodenným javom.
Amorfné kremíkové panely
Amorfné panely sú lacnejšie ako ostatné, to určuje princíp fungovania solárnej batérie a jej dizajn. Každý panel pozostáva z niekoľkých veľmi tenkých vrstiev kremíka. Vyrábajú sa striekaním častíc materiálu vo vákuu na fóliu, sklo alebo plast.
Účinnosť panelov je oveľa nižšia ako u predchádzajúcich modelov. Dosahuje 6 %. Vrstvy kremíka sa na slnku rýchlo vypália. Po šiestich mesiacoch používania týchto batérií klesne ich účinnosť o 15 % a niekedy až o 20.
Dva roky prevádzky úplne vyčerpajú zdroje účinných látok a panel bude potrebné zmeniť.
Sú tu však dve plusy, kvôli ktorým sa tieto batérie stále kupujú. Po prvé, fungujú aj v zamračenom počasí. Po druhé, ako už bolo spomenuté, nie sú také drahé ako iné možnosti.
Hybridné fotokonvertory
Amorfný kremík je základom pre usporiadanie mikrokryštálov. Princíp činnosti solárnej batérie ju robí podobnou polykryštalickému panelu. Rozdiel medzi týmto typom batérií je v tom, že sú schopné generovať väčší elektrický prúd v podmienkach rozptýleného slnečného svetla, napríklad počas zamračeného dňa alebo za úsvitu.
Akumulátory navyše fungujú nielen pod vplyvom slnečného žiarenia, ale aj v infračervenom spektre.
Solárne konvertory z polymérovej fólie
Táto alternatíva ku kremíkovým panelom má všetky šance stať sa lídrom na trhu solárnych panelov. Pripomínajú film pozostávajúci z niekoľkých vrstiev. Medzi nimi môžeme rozlíšiť mriežku hliníkových vodičov, polymérovú vrstvu účinnej látky, substrát z organickej hmoty a ochranný film.
Takéto fotobunky, navzájom kombinované, tvoria solárny článok s fóliou v kotúči. Tieto panely sú ľahšie a kompaktnejšie ako kremíkové panely. Pri ich výrobe sa nepoužíva drahý kremík a samotný výrobný proces nie je taký drahý. Vďaka tomu je rolovací panel lacnejší ako všetky ostatné.
Princíp fungovania solárnych panelov spôsobuje, že ich účinnosť nie je príliš vysoká.
Dosahuje 7 %.
Proces výroby panelov tohto typusa redukuje na viacvrstvovú tlač na film fotobunky. Vyrobené v Dánsku.
Ďalšou výhodou je možnosť odrezať kotúčovú batériu a prispôsobiť ju akejkoľvek veľkosti a tvaru.
Len jedno mínus. Batérie sa práve začali vyrábať, takže je stále dosť ťažké ich zohnať.
Je však dôvod domnievať sa, že tieto prvky si rýchlo získajú zaslúženú dobrú povesť medzi spotrebiteľmi, čo výrobcom poskytne príležitosť vyrábať vo väčšom rozsahu.
Solárne vykurovanie domov
Princíp fungovania solárnej batérie na vykurovanie domu ich radikálne odlišuje od všetkých vyššie popísaných zariadení. Toto je úplne iné zariadenie. Popis nasleduje.
Hlavnou súčasťou solárneho vykurovacieho systému je kolektor, ktorý prijíma svetlo a premieňa ho na kinetickú energiu. Plocha tejto položky sa môže pohybovať od 30 do 70 metrov štvorcových.
Na upevnenie kolektora sa používa špeciálna technika. Doštičky sú prepojené kovovými kontaktmi.
Ďalším komponentom systému je zásobníkový kotol. Premieňa kinetickú energiu na tepelnú energiu. Podieľa sa na ohreve vody, ktorej výtlak môže dosiahnuť 300 litrov. Niekedy sú takéto systémy podporované ďalšími kotlami na suché palivo.
Dokončite systémsolárne vykurovacie stenové a podlahové prvky, v ktorých ohrievaná kvapalina cirkuluje cez tenké medené rúrky rozmiestnené po celej ich ploche. Vďaka nízkej počiatočnej teplote panelov a rovnomernosti prenosu tepla sa miestnosť dostatočne rýchlo zohreje.
Ako funguje solárny ohrev?
Pozrime sa bližšie na to, ako fungujú solárne panely s ultrafialovým svetlom.
Medzi teplotou kolektora a akumulačného prvku je rozdiel. Nosič tepla, ktorým je najčastejšie voda, do ktorej sa pridáva nemrznúca zmes, začne cirkulovať okolo systému. Práca, ktorú tekutina vykoná, je presne kinetická energia.
Pri prechode kvapaliny vrstvami systému sa kinetická energia premieňa na teplo, ktoré sa využíva na vykurovanie domu. Tento proces cirkulácie nosiča poskytuje miestnosti teplo a umožňuje ho skladovať kedykoľvek počas dňa a roka.
Takže sme prišli na to, ako fungujú solárne panely.
