Fotovoltika je moderná metóda priamej premeny slnečného žiarenia na elektrinu (jednosmerný prúd). Táto premena využíva jav prebiehajúci na veľkoplošných fotodiódach, ktoré nazývame fotovoltické články. Výhodou výroby energie prostredníctvom fotovoltických panelov je obnoviteľnosť tohto zdroja. Množstvo slnečnej energie dopadajúcej na zem je nekonečné a systém neznečisťuje životné prostredie.
Najviac slnečného žiarenia dopadá na zem na poludnie, kedy poloha slnka na oblohe je najvyššia a cesta prechodu žiarenia atmosférou je najkratšia. Práve vtedy dochádza k najmenšiemu rozptylu a absorpcii žiarenia v atmosfére. Intenzita žiarenia na poludnie je:
- Počas zamračených dní 40 – 200 W/m2
- Počas jasných dní 600 – 1000 W/m2
Panely produkujú jednosmerný prúd, ktorý je pomocou striedača menený na prúd striedavý.
Základné typy fotovoltických elektrární.
ON-GRID – systém pripojený na verejnú elektrickú sieť.
Najčastejšie používaný typ fotovoltickej elektrárne. Elektrický rozvod v domácnosti je trvalo pripojený na verejnú elektrickú sieť a zároveň aj na fotovoltickú elektráreň. Spotrebiče odoberajú elektrickú energiu z fotovoltickej elektrárne a v čase keď je nedostatočný výkon elektrárne aj z verejnej siete. Prebytky energie z fotovoltických panelov, v čase, keď je nízka spotreba domácnosti, končia vo verejnej sieti. Tomu sa dá zabrániť presmerovaním prebytkov do vhodných spotrebičov napr. elektrický bojler, ktorý sa špeciálnym riadiacim systémom zapína len vtedy, keď je prebytok energie z fotovoltických panelov.
Hlavné časti systému: fotovoltické panely, menič, zariadenia pre pripojenie do verejnej elektrickej siete, príp. aj systém presmerovania prebytkov do vhodných spotrebičov.
OFF-GRID – ostrovný systém.
Je systém, kde je elektrický rozvod v domácnosti trvalo oddelený od verejnej elektrickej siete. Elektrinu vyrába fotovoltická elektráreň, príp. aj iné elektrické generátory (hlavne v zime). V takomto prípade je potrebné uskladniť energiu získanú počas dňa z fotovoltických panelov, aby sme ju mohli použiť vtedy, keď ju potrebujeme (hlavne večer a ráno). Na to slúži elektrický akumulátor a fotovoltická nabíjačka. Zdrojom elektrickej energie pre menič, sú v takomto prípade nie len fotovoltické panely, ale aj batéria. Pri návrhu fotovoltickej elektrárne v zapojení OFF-GRID je veľmi dôležité poznať spotrebu domácnosti a rozloženie spotreby v priebehu dňa a roka (odberové špičky a odberové minimá). Podľa toho sa dimenzuje počet fotovoltických panelov, kapacita akumulátora, max. výkon meniča a iné parametre.
Hlavné časti systému: fotovoltické panely, akumulátor, fotovoltická nabíjačka, menič.
HYBRID – systém, ktorý podľa potreby pracuje ako ON-GRID alebo OFF-GRID.
Hybridný systém dokáže pracovať v zapojení ON-GRID aj OFF-GRID. Ak verejná elektrická sieť funguje (nie je porucha, výpadok a pod.), systém pracuje ako ON-GRID, avšak prebytky energie z fotovoltických panelov nekončia vo verejnej elektrickej sieti, ale sú uskladnené v akumulátore. Akumulátor napája cez menič spotrebiče aj v čase, keď je slnečné žiarenie, resp. výkon fotovoltických panelov nízky alebo nulový (ráno, večer, v noci). Ak na napájanie spotrebičov nestačia fotovoltické panely ani akumulátor, odoberá sa elektrina z verejnej el. siete. Pri výpadku verejnej siete sa elektrický rozvod domácnosti odopne od siete prejde do režimu OFF-GRID. Prepínanie medzi ON-GRID a OFF-GRID režimom prevádzky musí zabezpečovať špeciálny riadiaci systém.
Hlavné časti systému: fotovoltaické panely, akumulátor, fotovoltická nabíjačka, menič, riadiaci systém prepínania ON-GRID / OFF-GRID, zariadenia pre pripojenie do verejnej elektrickej siete.
