Sú solárne panely skutočne zdrojom bezplatnej elektriny?

Solárne články sú už nejaký čas zaujímavým spôsobom, ako byť sebestačný s bezplatnou slnečnou energiou, bez ohľadu na to, kde sa budova nachádza, pretože nezáleží na tom, či je alebo nie je pripojená k verejnej sieti. Solárne články nie sú len na budovách a obchodných a priemyselných zariadeniach, ale môžu dodávať elektrinu a mnoho ďalších vecí, ktoré využívajú elektromotor, ako sú bicykle, hodinky, mobilné telefóny, autá, pouličné a dvorové osvetlenie, záhrady, tepelné čerpadlá, plantáže a rôzne stroje. Solárne články tak šetria elektrinu, a zároveň udržujú prírodu nedotknutú a čistú, aspoň to tvrdia predajcovia solárnych elektrární.

Slnečná energia sa v posledných desaťročiach stala veľmi dôležitým zdrojom elektrickej energie, pretože je zadarmo a nedá sa vyčerpať, pretože prírodné procesy prebiehajú nepretržite. Solárne články sú tie, ktoré získavajú elektrinu zo slnka. Systémy, ktoré premieňajú slnečné svetlo na elektrickú energiu, sú fotovoltaické systémy a označujú sa skratkou PV. V Európe je ich už cez 4 milióny ton.

Ako fungujú solárne panely?

Solárne články sú schopné premeniť slnečné svetlo na elektrinu a fungujú za každého počasia, dokonca aj v zime alebo keď je zamračené. Rozdiel je v množstve vyrobenej elektriny. To znamená, že môže chýbať v zime, keď nie je toľko slnečného svetla, ale v lete je ho priveľa. Tento problém je riešený dvoma spôsobmi, jedným so zberačmi elektriny, čo sú batérie, ktoré ešte nie sú riadne rafinované, kazia sa a nie sú dostatočne účinné, prípadne sa opotrebujú a môžu byť nebezpečným odpadom. Mimochodom, technológia ide veľmi ďaleko a sľubné sú nové batérie Tesla, ktoré vynašiel Elon Musk, ktorý v Austrálii vybudoval jednu z najväčších energeticky sebestačných osád na svete. V súčasnosti je projekt stále vo fáze vývoja.

Ďalším spôsobom je pripojenie solárnej elektrárne do verejnej elektrickej siete. Keď je elektriny priveľa, elektrina sa prenáša do siete a pri jej nedostatku sa získava späť zo siete. Obyčajne sú obe vyrovnané a je to jasne vidieť na výpočtoch spotreby a prenosu elektriny do verejnej 220V siete.

Solárne články sa vyrábajú pomocou rôznych moderných technológií. Najbežnejšie sú monokryštalické a polykryštalické články, ktorých účinnosť sa pohybuje medzi 20 až 25 %, ale existujú aj amorfné, ktoré sa čoraz viac využívajú, pretože sú lacnejšie. Ich problémom však je, že majú v porovnaní s inými solárnymi článkami dosť nízku energetickú účinnosť, okolo 6 až 15 %.

Slnečné svetlo obsahuje viditeľné svetlo, ultrafialové svetlo a infračervené svetlo, ktorých je takmer polovica. Všetky tri na druhej strane tvoria základ pre fungovanie solárneho článku. Výkon všetkých troch svetiel absorbuje fotovoltaika. Solárny článok je zariadenie, ktoré je polovodičovou diódou, ktorá má veľkú plochu a premieňa priame a nepriame slnečné svetlo na elektrinu prostredníctvom fotovoltaického procesu.

Solárny článok pozostáva z niekoľkých vrstiev. Vrchná vrstva je sklenená, pod ňou je antireflexná vrstva, potom vysoko vodivá kontaktná sieť na zachytávanie elektrónov a potom vrstvy P a N, čo sú polovodiče a sú zložené z kremíka s rôznymi prímesami. Posledná vrstva je kov, ktorý je vodičom aj ochranou článku.

Čo sú solárne moduly a systémy?

Ak máme jeden solárny článok, nestačí to, pretože má len 0,5V elektrického napätia, preto je potrebné solárne články navzájom prepojiť. Čím viac ich zapojíme, tým vyššie napätie dostaneme na 12V, 24V alebo viac DC, v závislosti od spotreby a toho, čo bude pripojené k solárnemu systému. Vznikajú tak solárne moduly, ktoré spájajú 36 alebo 72 alebo solárne články. Pripojíme toľko solárnych modulov, koľko chceme dosiahnuť napätia v systéme. Solárne moduly sú chránené pred nepriaznivým počasím a škodlivými lúčmi a sú umiestnené v hliníkových rámoch, aby boli pevnejšie.

Solárne články sú zapojené paralelne a sériovo, čím sa zvyšuje napätie a výkon až na menovité elektrické napätie 32V. Solárny systém je naozaj všetko, čo potrebujeme na prevádzku niečoho, čo potrebuje elektrinu, zvyčajne budovy, ktoré majú elektrické spotrebiče. Solárny systém pozostáva aj z príslušenstva ako sú rôzne káble, menič, ktorý premieňa napätie 12V, 24V alebo 32V na 220V, kolektory elektriny, poistky. Solárny systém je možné napojiť na verejnú elektrinu. Takéto solárne elektrárne sú dotované aj štátom, pretože vypúšťajú do siete prebytočnú elektrinu.

Elektrina vyrobená solárnymi článkami sa ukladá v solárnych akumulátoroch, z ktorých sa elektrina odoberá, keď solárne články nevyrábajú dostatok. Takýto systém je zaujímavý pre oblasť, kde nie je verejná sieť 220V, ale neoplatí sa, ak je verejná sieť dostupná, pretože je oveľa drahšia.

Aké sú výhody a nevýhody solárnych článkov

Solárne systémy majú výhodu tam, kde nie je verejný 220V systém. Investícia do solárneho systému je pomerne veľká, aj keď čoraz dostupnejšia. V prípade, že sa dá napojiť na verejný systém v blízkosti, má zmysel mať solárny systém dotovaný štátom, pretože investícia sa tak rýchlo vráti.

Nevýhodou nezávislých solárnych systémov, kde je verejná elektráreň je, že inštalácia je príliš drahá v porovnaní s verejnou sústavou a investícia sa dlhodobo neoplatí, ak nie je napojená na verejnú sústavu.

Solárne články majú tú výhodu, že dokážu napájať napríklad nezávislé zariadenia ako rôzne parkovacie a iné stroje, lampy, elektrobicykle a to sa z dlhodobého hľadiska naozaj oplatí, pretože takto získaná elektrina je zadarmo.

Solárne články nie sú príliš pevné a je potrebné ich pomerne dosť zapájať, aby sa dosiahlo požadované napätie a výkon v sieti pre pripojenie určitých spotrebičov, ktoré sú väčšími spotrebiteľmi, ako sú napríklad chladničky. Preto je potrebné získať pomerne veľa, čo nie je cenovo dostupné.

Tak ako sú solárne články naozaj výborným zariadením na premenu slnečného žiarenia na elektrinu a tým aj ochranu prírody, pretože táto energia je neobmedzená, ich veľkou nevýhodou je, že vzhľadom na ich zloženie sa môžu časom opotrebovať, prestať fungovať a je potrebné ich vymeniť. Rovnako je to aj s batériou. To spôsobuje náklady a problém skládkovania buniek, ktoré znečisťuje prírodu. Odhaduje sa, že životnosť solárneho článku je približne 30 rokov. O životné prostredie je zle postarané, časť je recyklovaná, väčšina nie. Mali by sa vybrať výrobcovia, ktorí zaručujú recykláciu článkov aspoň na 90 percent. Solárne články sú zložené z extrémne toxických látok, ktoré znečisťujú prírodu, ak sú zneškodnené na skládkach, čo sa stáva najčastejšie preto, že sa zvyčajne dáva pozor, aby sa články neobišli a bezpečne recyklovali.