dnes je 4.12.2022

Input:

Fotovoltaika

17.3.2010, , Zdroj: Verlag Dashöfer

6.8.2
Fotovoltaika

Ing. Vítězslav Šťastný, CSc. a kolektiv

Počátky fotovoltaiky

Křemík jako základ rozvoje

Jednou z možností jak získat elektrickou energii je i využití jevu, který vědci nazvali fotocitlivost – fotovoltaika. Jev je znám již delší dobu. Původně byla přímá přeměna světla na elektrický signál využívána mimo jiné i k záznamu zvuku na filmový pás. Tím vznikla éra zvukového filmu, která trvá, i když v pozměněné podobě, do dnešních dnů. Mezi další využití tohoto jevu patří expozimetry, které podle intenzity osvětlení fotocitlivého prvku vyrobí úměrně velké napětí, které změří další část přístroje. Jak z popisu vyplývá, původně se fotovoltaického jevu využívalo hlavně ve slaboproudu. Objevem fotocitlivosti křemíku začali vývojáři stále více uvažovat i o možnosti využití tohoto jevu k výrobě elektrické energie ve výkonové oblasti. S rozvojem kosmického průzkumu se stále více tato úvaha stávala skutečností. Potřeba spolehlivého výkonového zdroje znamenala nemalé částky vložené do výzkumu tohoto jevu kosmickými agenturami. Přímá výroba elektrické energie přímou přeměnou světla za pomoci křemíkových fotovoltaických článků se díky tomu stala skutečností. Zatím se jedná o poměrně nákladnou výrobu elektrické energie. Tam, kde však není k dispozici levná elektrická energie z tradiční výroby nebo v případě, že chceme umístit zařízení tam, kde by přivedení elektrického výkonu z elektrické sítě dělalo potíže nebo je nemožné z jiných důvodů, může fotovoltaický zdroj udělat svoji práci.

Využití fotovoltaických článků

Fotovoltaické články se dnes využívají hlavně při napájení elektrického osvětlení, kdy ve spojení s akumulátorem je takové svítidlo schopno vydat energii v jinou dobu, než ji získá. Tak lze budovat venkovní osvětlení bez propojení svítidel kabely, aniž by byla narušena půda v okolí. Dokonalá řídicí automatika pak pracuje podle zvoleného programu. Současná svítidla jsou schopna denně svítit 8 až 10 hodin.

Další možné využití je napájení komunikačních bodů. Ty jsou mnohdy v terénu vzdáleném od elektrovodných sítí i od civilizace. V případě napájení takového zařízení a fotovoltaických článků není nutné k těmto zařízením přivádět dlouhé přívodní kabely, mnohdy v neschůdných terénech, což je velmi nákladné. Zařízení z fotovoltaických panelů spojené s akumulátorem a dokonalou řídicí automatikou v takovémto případě může vyjít i levněji než přivedení kabelu. Možnost využití je tedy levnější zejména u těch zařízení, která nejsou k telekomunikačnímu systému připojena metalickým nebo světlovodným kabelem. To se týká hlavně lokálních vysílačů, opakovačů apod.

Fotovoltaika je v současné době jedno z nejrychleji rostoucích odvětví na světě. V roce 1997 byl meziroční nárůst dodávek 38 %. Průměrný roční nárůst od roku 1990 je 15 %. Překonává i taková dynamická odvětví, jako jsou Internet, mobilní telefony a informatika.

Fotovoltaika rovněž patří k nejperspektivnějším alternativním zdrojům energie. Všeobecně se očekává, že během relativně krátké doby budou fotovoltaické panely ekologicky vyrábět dvacetinu až desetinu celosvětové potřeby elektřiny.

Předpokládaný vývoj výroby el. energie z alternativních zdrojů:

Problémy v oblasti využití

Přes skvělou perspektivu není toto odvětví bez problémů. Postupně se daří zvyšovat účinnost solárních článků, dnešní výrobky dosahují hodnot okolo 20 % a očekává se další poměrně výrazné zvýšení až na hranici 40 % účinnosti. Hlavním omezujícím, neovlivnitelným faktorem je omezený sluneční svit. Pro přehlednost uvádíme na dalším obrázku průměrnou využitelnou solární energii v jednotlivých měsících roku v kW na čtvereční metr a den. Z tohoto přehledu jasně vyplývá, že využitelná energie má opačný průběh, než je naše obvyklá spotřeba. Přitom v současné době lze uvažovat o případné celoroční akumulaci jen ve výjimečných případech, a to hlavně v oblasti využití solární energie pro vytápění a ohřev TUV. K podobným pokusům dochází na severu Evropy.

Průměrná využitelná solární energie v jednotlivých měsících roku [kW/m2.den]:

Nízké výstupní napětí

Druhým hlavním omezujícím faktorem pro

Partneři



Nahrávám...
Nahrávám...