KOMPLETNÝ SPRIEVODCA SOLÁRNYMI PANELMI

ČO SÚ SOLÁRNE PANELY?

Solárny panel je súbor solárnych fotovoltaických (PV) článkov, ktoré absorbujú slnečné svetlo a premieňajú ho na elektrinu. Pre väčšinu inštalácií je viacero solárnych panelov spojených dohromady, aby vytvorili solárne pole. Komponenty solárneho panelu zahŕňajú solárne články, sklenené puzdro, zadnú dosku, kovový rám a káble na prenos energie.

STRUČNÁ HISTÓRIA TECHNOLÓGIE SLNEČNEJ ELEKTRINY

Thomas Edison vyvinul jednosmerný prúd (DC), obvod, v ktorom elektróny prúdia jedným smerom. Jednosmerná elektrina fungovala podobne ako batéria, ktorá napája žiarovku, čo bolo štandardom v Spojených štátoch až do 80. rokov 19. storočia. Nikola Tesla si myslel, že striedavý prúd (AC) je lepším riešením, pretože sa dá ľahko premeniť na rôzne napätia, čo uľahčuje prepravu na veľké vzdialenosti.

Príliv sa začal obracať, keď bola Teslova technológia vybraná na svetovú výstavu v Chicagu v roku 1893 a elektrina zo striedavého prúdu sa stala štandardom pre rozvodnú sieť Spojených štátov. Tesla, Inc. je teraz názov spoločnosti, ktorú vytvoril Elon Musk a ktorá využíva striedavý prúd pre svoje energeticky efektívne vozidlá a solárne technológie.

Slnečná energia je rozhodujúca pre všetok život na Zemi a ľudia vždy našli spôsoby, ako využiť jej energiu. Solárna fotovoltická technológia, ako ju poznáme dnes, existuje odvtedy, čo Bell Labs v roku 1954 vytvorili prvý kremíkový článok. Do roku 1960 sa účinnosť solárnych článkov zlepšila zo 4 % na 14 %.

Odvetvie solárnej energie pokračovalo v expanzii v nasledujúcich desaťročiach. Solárna technológia sa zlepšila vďaka investíciám do výskumu a vývoja a regulačných rámcov pre solárne prepojenia, ktoré zriadili federálne a štátne vlády. Obidve zahŕňali politiky, ako sú daňové úľavy, zľavy a normy pre obnoviteľnú energiu.

Do roku 1999 dosiahla kumulatívna inštalovaná solárna kapacita 1 000 megawattov (MW). V roku 2000, keď astronauti inštalovali solárne panely na Medzinárodnej vesmírnej stanici, Sandia Laboratories vynašli moderný invertor, ktorý zlepšil bezpečnosť systému počas výpadkov prúdu.

Za takmer dve desaťročia odvtedy náklady na solárne panely dramaticky klesli kvôli inováciám v dizajne solárnych panelov a zlepšeniam v regálových systémoch, ktoré zjednodušujú a zrýchľujú inštaláciu.

Podľa údajovej správy od Statista sa v priebehu takmer dvoch desaťročí od roku 2000 do roku 2019 svetová čistá výroba solárnej fotovoltaickej energie zvýšila z 1 288 MW na 633 700 MW.

Budúcnosť inovácií solárnych technológií bude naďalej napredovať, čo priemerným ľuďom uľahčí získavanie vysoko účinných panelov a nové systémy sa pravdepodobne zamerajú na materiály nad rámec kremíka alebo vedľa neho. Napríklad nedávne objavy s perovskitmi by mohli viesť k vyššej účinnosti panelov a schopnosti pokryť rôzne povrchy solárnou energiou rovnako ľahko ako maľovanie.

Ak vezmeme do úvahy, že množstvo slnečného svetla, ktoré každú hodinu dopadne na Zem, stačí na napájanie celej zemegule počas jedného roka, je potenciál slnečnej energie neobmedzený.

TYPY SOLÁRNYCH PANELOV

Výrobcovia solárnych panelov používajú rôzne typy solárnych článkov a solárne technológie, ale najbežnejším materiálom používaným na solárne články je kremík (Si). Kremík je kľúčovou súčasťou rôznych typov solárnych panelov a všetky majú svoje výhody a nevýhody. Ale v závislosti od toho, ako využívate solárnu energiu, je dôležité poznať výhody akejkoľvek novej technológie solárnych článkov, ktorá využíva ďalšie techniky alebo materiály.

Solárne články sú vyrobené z kremíka a sú postavené s kladnou a zápornou vrstvou na vytvorenie elektrického poľa, podobne ako batéria. Väčšina solárnych panelov je vyrobená z monokryštalického alebo polykryštalického kremíka.

MONOKRYŠTÁLOVÝ KREMÍK

• Priemerný rozsah účinnosti: 15%-24%
• Ako sa vyrába: Oblátky sú vyrezané z jedného kryštalického bloku vysoko čistého kremíka s článkami, ktoré tvoria rozpoznateľný tvar.
• Vzhľad: Monokryštalické články majú jednotný vzhľad malých čiernych štvorcov s vrúbkovanými rohmi. Solárne panely vyrobené z týchto solárnych článkov majú zvyčajne biely alebo čierny zadný panel.
• Vlastnosti: Tieto panely vedú elektrinu efektívnejšie a fungujú lepšie pri vysokých teplotách a v tieni, čo im umožňuje generovať viac slnečnej energie ako iné panely rovnakej veľkosti. Keďže tento typ technológie je najspoľahlivejší, má aj osvedčenú odolnosť. Sú to však najdrahšie panely a vo výrobnom procese vytvárajú viac odpadu.

POLYKRYŠTALICKÝ (ALEBO MULTIKRYŠTALICKÝ) KREMÍK

• Priemerný rozsah účinnosti: 12%-16%
• Ako sa vyrába: Fragmenty viacerých kremíkových kryštálov sa zahrievajú, roztavia a zlisujú, aby vytvorili veľký solárny článok.
• Vzhľad: Tieto solárne články majú mnohostranný, nerovný povrch podobný drahokamom a sú zvyčajne modrej farby.
• Vlastnosti: Polykryštalické solárne panely sú menej účinné, ale lacnejšie a tiež menej nehospodárne pri výrobe kremíka. Ide o najbežnejšie solárne panely na svete, predovšetkým kvôli rozmachu výroby v Číne za posledných niekoľko rokov. Tieto solárne články sú navyše prekryté skleneným puzdrom, zvyčajne vyrobeným z antireflexného skla pre zvýšenie absorpcie slnečného žiarenia a zlepšenie účinnosti solárneho panelu a sú tiež chránené zadnou vrstvou.

SOLÁRNE PANELY

• Priemerný rozsah účinnosti: 7% -13%
• Ako sa vyrába: Tenká vrstva fotovoltaického materiálu alebo kombinácia materiálov, ako je nekryštalický amorfný kremík (a-Si), telurid kadmia (CdTe) alebo meď-indium-gálium selenid (CIGS) je nanesená na povrchu, akým je sklo. , plast alebo kov.
• Vzhľad: Tenkovrstvové silikónové platne sú vo všeobecnosti väčšie a majú jednotný, celistvý čierny vzhľad.
• Vlastnosti: Ide o novšiu technológiu, ktorá je komerčne dostupná a je vhodná pre domácnosti alebo podniky, kde priestor nie je problémom. Tenkovrstvové solárne panely sú lacné, ľahko sa vyrábajú, sú flexibilné, prenosné a ľahké. Sú však menej odolné a majú kratšiu životnosť.

KREMÍKOVÉ SOLÁRNE PANELY SÚHRN

Typ kremíkového článku Účinnosť Kľúčové výhody Kľúčové nevýhody
Monokryštalické 15%-24% Najúčinnejšie, trvanlivé, osvedčené, esteticky príjemné Najvyššia cena
Polykryštalické 12%-16% Nižšia cena, lepšia účinnosť Nižšia účinnosť, horšia estetika
Tenký film 7%-13% Nízka cena, jednoduchá výroba, najlepšia estetika Nízka účinnosť, menej osvedčené

ĎALŠIE TECHNOLÓGIE SOLÁRNYCH ČLÁNKOV

Viacnásobné solárne články sú založené na rovnakých princípoch ako články na báze kremíka, okrem toho, že sú navrhnuté s viacerými vrstvami rôznych polovodičov, ktoré dokážu zachytiť väčšiu časť svetelného spektra.

HETEROJUNKCIA S VNÚTORNOU TENKOU VRSTVOU (HIT)

Solárne články HIT, vynájdené spoločnosťou Panasonic, využívajú tenké vnútorné vrstvy amorfného kremíka na hornom a spodnom povrchu kryštalického kremíkového plátku.

PEROVSKITE

Solárne články vyrobené z perovskitu sú rodinou kryštálov pomenovaných po ruskom geológovi Levovi Perovskom. Perovskity sú menej stabilné ako kremík, ale môžu dosiahnuť podobnú účinnosť slnečnej energie ako monokryštalické články za nižšiu cenu.

Hoci táto sľubná technológia ešte nie je komerčne dostupná, čoskoro by sa mohla použiť ako film na existujúce články na báze kremíka, aby sa zvýšila účinnosť štandardných solárnych panelov.

AKO FUNGUJÚ SOLÁRNE PANELY

Funkcie systémov solárnych panelov sú jednoduchšie, ako si ľudia myslia.

Slnko uvoľňuje malé balíčky energie nazývané fotóny, ktoré putujú na Zem, a toto slnečné svetlo osvetľuje panely v rôznych množstvách v závislosti od ich orientácie a polohy vášho domova alebo firmy. Solárne panely potom premieňajú slnečnú energiu (fotóny) na elektrinu, keď zasiahnu solárny článok vyrazením elektrónov z ich atómov. Tieto elektróny potom prúdia cez vedenie do konvertora.

Invertory premieňajú túto elektrinu z jednosmerného na striedavý prúd – striedavý prúd je to, čo používame pre naše svetlá, spotrebiče a zariadenia (čokoľvek, čo sa zapája do elektrickej zásuvky). Striedavý prúd potom prúdi do vášho merača, aby napájal vašu domácu alebo mestskú sieť.

Keď nesvieti slnko a vaše panely nemajú slnečnú energiu na premenu na elektrinu, váš dom bude stále napájaný zo siete. Ak váš systém solárnych panelov generuje viac elektriny, ako v danom čase spotrebujete, táto elektrina potečie z vášho domova späť do siete. Mnohé energetické spoločnosti majú zásady čistého merania, ktoré vám pripisujú prebytok solárnej energie, ktorú vyrábate.

TYPY INVERTOROV

Ďalšou kľúčovou súčasťou solárneho systému je invertorová technológia. Existujú tri hlavné typy prevodníkov:

• String Invertor: Jednosmerná elektrina z vášho solárneho systému je vedená cez jeden invertor, ktorý je potom pripojený k vášmu elektrickému panelu. Gumové prevodníky sú najlacnejším riešením prevodníkov, ale sťažujú posúdenie jednotlivých problémov s výkonom dosky.
• Mikro-invertor: Mikro-invertory sú pripevnené na zadnej strane každej jednotlivej dosky. Tie bývajú drahšie, ale poskytujú monitorovanie na úrovni panelu.
• Hybrid: Toto ponúka prechodné riešenie, ktoré kombinuje centralizovaný invertor s optimalizátormi výkonu na každom paneli. Optimalizátory výkonu predstavujú technológiu prevodníka jednosmerného prúdu na jednosmerný prúd, ktorá zlepšuje výkon úpravou výstupu každej dosky tak, aby zodpovedal prevodníku. Táto technológia ponúka niektoré rovnaké výhody výkonu systému ako mikroinvertory, ale za nižšiu cenu.

Invertory poskytujú ďalšie funkcie nad rámec premeny elektrických prúdov pre naše použitie, ako je ochrana proti zemnej poruche a poskytovanie prehľadu o výrobe energie a sledovaní špičkových bodov výkonu.

AKÝM SMEROM MAJÚ BYŤ OTVÁRANÉ SOLÁRNE PANELY?

V ideálnom prípade by solárne panely namontované na streche so štandardným sklonom mali smerovať na juh, čo umožňuje maximálnu produkciu. Ak sú vaše panely orientované na juhovýchod alebo juhozápad, môžete očakávať, že vyrobia približne o 10 % menej energie, ale to by mohlo stačiť na napájanie vášho domu.

Ak nemôžete namontovať solárne panely smerom na juh, zvážte nasledovné:

• Inštalácia panelov otočených opačným smerom: Panely smerujúce na západ alebo juhozápad môžu stále produkovať dostatok energie na úplné alebo čiastočné napájanie vášho domu. Toto rozhodnutie môže urobiť váš inštalatér.
• Inštalácia viacerých panelov: Hoci solárne panely, ktoré nie sú otočené na juh, nedostanú toľko priameho slnečného žiarenia, môžete to kompenzovať použitím viacerých panelov.
• Montáž panelov na zem alebo stenu: Je bežnou mylnou predstavou, že solárne panely môžete namontovať iba na strechu. Ak sa vám nepáči vzhľad alebo ak vaša strecha nie je orientovaná na juh, môžete systém nainštalovať na stenu orientovanú na juh, na ktorú dopadá priame slnečné svetlo. Pozemný systém je tiež možný, ak naň máte priestor, a niekedy sa uprednostňuje, pretože jeho inštalácia a údržba je lacnejšia ako nástenný systém.

Inštalačný profesionál môže tiež použiť technológiu na sledovanie toho, ako slnko dopadá na váš dom, čo im umožní nainštalovať panely otočené správnym smerom a v správnom uhle.

KEDY BY STE MALI PREPNÚŤ NA SLNEČNÚ ENERGIU?

Kedykoľvek ísť na solárny systém je múdre životné rozhodnutie, ale nákup a inštalácia solárneho systému tesne pred letom bude mať najväčšie výhody. Zatienením strechy, čo je užitočné najmä počas horúcej letnej sezóny, môžete potenciálne udržať svoj dom chladnejší až o -15 °C – to je 38 % zníženie ročného zaťaženia vášho domu.

Prechod na solárnu energiu vám nielen ušetrí peniaze na účte za elektrinu, ale môže vám tiež pomôcť udržať svetlá zapnuté, keď v lete stúpajú horúčavy a sú pravdepodobnejšie výpadky elektriny.

Keďže ceny elektriny môžu byť pre spotrebiteľov počas leta nestále, je rozumné ísť na solárnu energiu pred začiatkom horúcej sezóny, ale aby bolo jasné, kedykoľvek je vhodný čas.

NÁJDITE SPOĽAHLIVÉHO INŠTALATÉRA, KTORÝ VÁM POMÔŽE S VAŠOU SOLÁRNOU ELEKTRÁRŇOU

Využívanie solárnej energie ponúka množstvo výhod – získate energetickú nezávislosť a zároveň ušetríte peniaze. Je to jedna z najrozumnejších finančných investícií, ktoré môžete vo svojom živote urobiť.

Nenechajte nič stáť medzi vami a inštaláciou systému vašich snov. Skúsený a spoľahlivý inštalatér solárnych panelov vám môže pomôcť využiť silu slnka bez ohľadu na to, kde bývate alebo kam smeruje vaša strecha.

Prečo je rýchlosť degradácie dôležitá pri výbere solárnych panelov

Pri rozhodovaní o tom, ktoré solárne panely sú vhodné pre váš domov, je potrebné zvážiť viac ako len cenu. Iste, nízkonákladová možnosť sa môže zdať na prvý pohľad atraktívna, ale bude mať vaša investícia hodnotu za 10, 20 alebo dokonca 30 rokov?

Miera degradácie je pokles výstupného výkonu solárneho panelu v priebehu času. Väčšina solárnych produktov, ktoré sú v súčasnosti na trhu, sa každý rok degraduje priemernou rýchlosťou 0,5 %. A pokiaľ ide o solárnu technológiu, strata percenta môže mať stále väčší vplyv na vaše maximálne potenciálne úspory. Preto je rozhodujúce odhadnúť mieru degradácie solárnych panelov pred podpísaním bodkovanej čiary.

Všetky systémy solárnych panelov sa časom degradujú, ale niektoré strácajú svoju výrobnú kapacitu oveľa pomalšie ako iné. (Dokonca aj solárne panely vo vesmíre sa zhoršujú.) Rýchlosť degradácie solárneho poľa môže ovplyvniť množstvo faktorov, vrátane klímy, teploty a materiálov, ktoré v konečnom dôsledku tvoria životnosť solárnych panelov. Aby váš solárny systém fungoval na najvyššej možnej úrovni, musíte sa rozhodnúť pre prémiové solárne riešenie, ktoré zvládne stres.