Jaký je princip fotovoltaické elektrárny?

Jaký je princip fotovoltaické elektrárny? 

Fotovoltaická elektrárna je zařízení, které dokáže přeměňovat energii slunečního záření na elektrickou energii pomocí solárních panelů. Princip fungování fotovoltaické elektrárny spočívá v tzv. fotovoltaickém jevu, který se vyskytuje v polovodičových materiálech, jako je například křemík.

Fotovoltaické články, které jsou umístěny na solárních panelech, jsou tvořeny dvěma vrstvami polovodiče s různou elektrickou vodivostí. Když na povrch fotovoltaického článku dopadne sluneční záření, dochází k uvolňování elektronů v polovodiči, což způsobuje rozdíl v elektrickém potenciálu mezi vrstvami polovodiče. Tento rozdíl v potenciálu umožňuje proudění elektronů, což je zdrojem elektrické energie.

A co energie?

Vyprodukovaná elektrická energie z fotovoltaického článku je následně vedená k invertoru, který převádí stejnosměrný proud z fotovoltaických článků na střídavý proud, který je použitelný pro běžné elektrické zařízení. Střídavý proud je poté veden do elektrické sítě nebo skladován v bateriích.

Fotovoltaické elektrárny jsou tedy zdrojem čisté a obnovitelné energie, která se využívá k výrobě elektřiny. Díky tomu jsou fotovoltaické elektrárny důležitým krokem k přechodu na udržitelnou energetiku a snižování emisí skleníkových plynů.

Jakou mají účinnost solární panely?

Účinnost solárních panelů se pohybuje v rozmezí od 15 % do 22 % v závislosti na technologii použitého solárního článku a vlastnostech slunečního záření v dané lokalitě.

Nejrozšířenější technologie v současné době využívá křemíkové solární články. Ty dosahují účinnosti kolem 15 % až 20 %. V posledních letech se však rozvíjí nové technologie, jako například solární panely na bázi tenkých vrstev, které umožňují dosáhnout účinnosti až kolem 22 %.

Které země nejvíce využívají FVE?

Mezi země, které nejvíce využívají fotovoltaické elektrárny (FVE) patří Německo, Čína, USA, Japonsko a Itálie. Tyto země mají největší instalovanou kapacitu FVE na světě a tvoří také největší podíl na celkové světové produkci solární energie.

Německo je dlouhodobě jednou z největších světových producentů solární energie a v roce 2020 mělo instalovanou kapacitu FVE přesahující 51 GW. V Číně je instalovaná kapacita FVE přes 240 GW, což z ní dělá největší světového výrobce solární energie. V USA má FVE kapacita přes 77 GW, Japonsko má přes 63 GW a Itálie má přes 20 GW instalované kapacity FVE.

V posledních letech se výrazně zvýšila instalovaná kapacita FVE i v dalších zemích, jako jsou Indie, Francie a Španělsko. Tento trend lze očekávat i v budoucnu, kdy se bude stále více zemí snažit snižovat svou závislost na fosilních palivech a přecházet na obnovitelné zdroje energie.

Časté dotazy (FAQ):

Jak funguje fotovoltaická elektrárna?

Fotovoltaická elektrárna přeměňuje energii slunečního záření na elektrickou energii pomocí solárních panelů. Každý panel obsahuje polovodičové články (nejčastěji z křemíku), ve kterých dopadající světlo uvolňuje elektrony. Ty vytvářejí elektrický proud, který je dále veden do měniče (invertoru) a přeměněn na střídavý proud využitelný v domácnosti či síti.

Jaký je rozdíl mezi stejnosměrným a střídavým proudem u FVE?

Solární panely vyrábějí stejnosměrný proud (DC), který nelze přímo použít pro většinu domácích spotřebičů. Invertor proto tento proud přeměňuje na střídavý (AC), který odpovídá standardní síťové elektřině. Střídavý proud je následně distribuován do sítě nebo ukládán do baterií pro pozdější využití.

Jaká je účinnost solárních panelů?

Účinnost solárních panelů se běžně pohybuje mezi 15 % až 22 %. Záleží na použité technologii – tradiční křemíkové panely dosahují kolem 18 %, zatímco moderní tenkovrstvé nebo monokrystalické panely mohou mít účinnost až přes 21 %. Výkon panelu ovlivňuje i intenzita slunečního záření, teplota a čistota povrchu panelu.

Jaké země nejvíce využívají fotovoltaické elektrárny?

Největšími uživateli fotovoltaických elektráren jsou Čína, Německo, USA, Japonsko a Itálie. Čína má nejvyšší instalovanou kapacitu přes 240 GW, zatímco Německo kolem 50 GW. Také Indie, Španělsko a Francie zaznamenávají rychlý růst instalací díky podpoře obnovitelných zdrojů.

Jaký je přínos fotovoltaiky pro životní prostředí?

Fotovoltaické elektrárny vyrábějí elektřinu bez emisí skleníkových plynů, čímž snižují závislost na fosilních palivech a pomáhají v boji proti klimatickým změnám. Jsou tiché, neprodukují odpad při provozu a mají dlouhou životnost – obvykle více než 25 let. Navíc jejich komponenty lze částečně recyklovat.