FOTOVOLTAICKÁ ELEKTRÁRNA JITKA NEDOROSTOVÁ OSNOVA •Co je to fotovoltaický jev • Co je sluneční elektrárna •Co je fotovoltaická elektrárna •Základní smysl fotovoltaiky •Jak je to s výkupem vyrobené elektřiny? •Podpora výroby elektřiny z obnovitelných zdrojů v České republice •10 důvodů pro fotovoltaiku • • Co je to fotovoltaický jev? •Sluneční energie je přeměňována přímo v energii elektrickou díky fotovoltaickému jevu, kdy při dopadu slunečního záření na povrch fotovoltaického článku dochází k uvolnění elektronů a jejich hromadění na záporné elektrodě. • Co je to fotovoltaický jev? Sluneční energie je přeměňována přímo v energii elektrickou díky fotovoltaickému jevu, kdy při dopadu slunečního záření na povrch fotovoltaického článku dochází k uvolnění elektronů a jejich hromadění na záporné elektrodě. Pokud elektrody propojíme vznikne stejnosměrný elektrický proud, který může být použit k dobíjení akumulátorů, k napájení stejnosměrných spotřebičů anebo může být po změně na střídavý proud dodáván do veřejné distribuční sítě CO JE SLUNEČNÍ ELEKTRÁRNA •Sluneční elektrárna je technické zařízení, kterým se přeměňuje energie ze slunečního záření na energii elektrickou. •Lze ji získat přímo a nepřímo • Sluneční elektrárna je technické zařízení, kterým se přeměňuje energie ze slunečního záření na energii elektrickou. Lze ji získat přímo a nepřímo: fotovoltaická elektrárna (FVE) je tím, co se obvykle označuje jako sluneční elektrárna, solární park atd. Fotovoltaika využívá světlo. Sluneční panely na družicích a kosmických lodích dodávají energii přístrojům na palubě. Solární panely mohou být různých typů, od klasických křemíkových k těm složeným z tenkovrstvých solárních článků. tepelná elektrárna využívá teplo ze slunečních sběračů nebo heliostatů. Jde o soustředění slunečních paprsků z velké plochy do co nejmenší plochy absorbéru ve kterém dojde k ohřevu teplonosné kapaliny. Další část elektrárny již funguje totožně z elektrárnou tepelnou. Někdy se také označuje jako "koncentrační solární elektrárna" nebo "solární termální elektrárna". Instalace_FVE_male.jpg CO JE FOTOVOLTAICKÁ ELEKTRÁRNA •Fotovoltaická elektrárna je zařízení sloužící k výrobě elektrické energie 230 V za účelem prodeje do distribuční sítě nebo k vlastní spotřebě. Fotovoltaická elektrárna Základem jsou solární (fotovoltaické) panely, které se vzájemně vhodně propojí. Elektřina získaná z těchto panelů je vedena do měniče napětí, který ji transformuje na síťové napětí 230 V. Transformované napětí je připojené do distribuční sítě přes elektroměr, který slouží k měření vyprodukované energie. fotovoltaika-schema.jpg OBRÁZEK : 1) Solární panely umístěné na střeše (2) Invertor převádějící stejnosměrný proud na střídavý (3) a (5) Elektroměry zaznamenávající stav vyrobené a prodané elektřiny (4) Napojení na energetickou rozvodnou síť elektrarna_.jpg ZÁKLADNÍ SMYSL FOTOVOLTAIKY • Na výrobu elektřiny ze slunečního záření jsou zapotřebí fotovoltaické moduly • Základní smysl fotovoltaiky Jakmile dopadá sluneční záření na tento modul, fotovoltaické články začnou vstřebávat sluneční záření (tzv.fotony). Každý foton obsahuje malé množství energie a když dopadne zmiňovaný foton na článek, je jím pohlcen a začíná proces uvolňování elektronu z materiálu článku. Protože jsou obě strany fotovoltaického článku elektricky spojeny vodičem, začíná usměrněný tok elektronů - vzniká elektrický proud. Fotovoltaický článek může tímto šetrným způsobem produkovat elektřinu více než 25 let solarni-panel-phonosolar.jpg OBRÁZEK : 1.TVRZENÉ SLKO:Vysoce propustné tvrzené sklo má oproti běžnému sklu mnohem lepší vlastnosti, a to z hlediska bezpečnosti, efektivnosti a úrovně ochrany modulu proti větru, mrazu, dešti, sněhu, nárazu či korozi. Povrch tohoto ochranného skla navíc lépe propouští sluneční záření, což zajišťuje vyšší efektivitu a nižší ztráty při výrobě solární energie. 2. a 4. Vysoce kvalitní zapouzdřovací materiál EVA Díky laminaci dochází k trvanlivému spojení solárních článků, skla a fólie, čímž je zajištěna pro tyto články vysoce účinná ochrana. Materiál při laminování vytváří vysoce homogenní UV stabilní gel. Po celou dobu životnosti panelu je tak zabezpečen stabilní výkon. Vynikající izolace a ochrana proti vlhkosti, mrazu a horku zajišťují solárním panelům Phono Solar vysokou kvalitu a životnost. 3. Vysoce kvalitní solární články Články Phono Solar mají vysokou a zároveň stabilní konverzní účinnost. Zaručena je tak i vysoká účinnost celých fotovoltaických modulů. Přechodové odpory mezi články jsou minimální, články mají vysokou pevnost v tahu, stejnorodý odstín a atraktivní vzhled. 5. Špičková ochranná polyvinyl fluoridová (PVF) fólie Vysoká přilnavost díky materiálu EVA; velká odolnost proti povětrnostním vlivům, nerozpustnost, odolnost vůči stárnutí a působení vody. Fólie disponuje vynikající nepropustností, díky níž dokáže materiál EVA i solární články ochránit před erozivními substancemi, jakými jsou např. voda, kyslík a žíraviny. Elasticita materiálu EVA a tvrdost ochranné PVF fólie dodává solárním článkům vynikající seismickou odolnost a celkovou ochranu. V současnosti neexistuje lepší systém ochrany struktury solárních článků. 6. Spolehlivá propojovací krabice Výborná těsnící schopnost poskytuje bezpečné a spolehlivé elektrické spojení. Kontakty jsou pájené. Nedochází tak k nadměrnému zahřívání ani zhoršování kontaktu vlivem stárnutí jako je tomu u systému s pružinovými kontakty. Tmel zajišťuje excelentní tepelnou absorpci, zabraňuje tepelnému poškození diod a navíc brání únikovým proudům. 7. Mechanická spojka vodičů Snadno zapojitelná mechanická spojka vodičů zajišťuje bezpečnost a funkčnost spojení. Flexibilní prvky kontaktu zásadním způsobem zlepšují ekonomičnost a jednoduchost obsluhy. Nízký přechodový odpor kontaktu zajišťuje, aby nedocházelo k tepelnému opotřebení a aby se snížila ztráta elektrické energie. 8. Kvalitní duralová konstrukce -Anodizovaná konstrukce poskytuje modulu dobré mechanické vlastnosti, snadnou instalaci a ochranu – zajišťuje uzemnění konstrukce; zabezpečuje dlouhodobou ochranu modulu před korozí, a to i v nejextrémnějších povětrnostních podmínkách. 9. Silikonový těsnící tmel Vysoká účinnost, chemická nereaktivnost s materiálem EVA a ochrannou PVF fólií, zajišťuje chemickou stabilitu. Tmel se aplikuje do drážky v konstrukci a uzavírá a zatěsňuje hranu laminace tak, aby nedocházelo k pronikání erozivních plynů a tekutin dovnitř modulu. Zároveň svou pružností tlumí případné vnější mechanické nárazy při instalaci a nešetrném zacházení. Jak je to s výkupem vyrobené elektřiny? • Distributorské společnosti mají ze zákona (zák. 180/2005 Sb. o podpoře výroby elektřiny z OZ) povinnost přednostně připojit k distribuční síti zařízení vyrábějící elektřinu z obnovitelných zdrojů, pokud jsou splněny veškeré stanovené technické požadavky zařízení a mají povinnost veškerou vyrobenou elektřinu vykupovat. Výkup je garantován na dobu 20 let od uvedení zařízení do provozu. • Jak je to s výkupem vyrobené elektřiny? Distributorské společnosti mají ze zákona (zák. 180/2005 Sb. o podpoře výroby elektřiny z OZ) povinnost přednostně připojit k distribuční síti zařízení vyrábějící elektřinu z obnovitelných zdrojů, pokud jsou splněny veškeré stanovené technické požadavky zařízení a mají povinnost veškerou vyrobenou elektřinu vykupovat. Výkup je garantován na dobu 20 let od uvedení zařízení do provozU. Podpora výroby elektřiny z obnovitelných zdrojů v České republice •V České republice byla vyhlášena speciálním zákonem č. 180/2005 Sb., o podpoře využívání obnovitelných zdrojů, t. j. energie větru, slunečního záření, geotermální energie, vodní energie, energie půdy, vzduchu, biomasy, skládkového plynu, kalového plynu a bioplynu. • http://www.tzb-info.cz/ceny-paliv-a-energii/5454-podpora-vykupu-elektriny-z-obnovitelnych-zdroju, http://sf.zcu.cz/rocnik07/cislomm/1-2def.html Vyhlášené dotační podmínky vedly zejména v letech 2009 a 2010 k boomu výstavby solárních elektráren od malých až po velkoplošné, který způsobil hrozbu zdražení elektrické energie v zemi o desítky procent. Kritická situace vedla vládu v září 2010 k tomu, že nechala v režimu legislativní nouze schválit novelu zákona, která pro další nově postavené solární elektrárny, zejména velkoplošné, podporu značně omezuje. Elektrárny postavené do konce roku 2010 však mají zaručeny extrémně zvýhodněné výkupní ceny elektřiny na dobu 20 let. 10 nejdůležitějších důvodů pro solární energii •Slunce je zdroj energie dostupný všem, všude, v dostatečné míře a zcela zdarma. •Výroba solární energie neznečišťuje životní prostředí. •Stát podporuje solární elektrárny formou garantovaných výkupních cen a zelených bonusů. •Fotovoltaická elektrárna nezatěžuje své okolí žádným hlukem, zápachem, prachem, škodlivým zářením ani zplodinami. •Jako majitel FVE můžete využívat daňových úlev. •K výrobě solární energie není třeba žádné další palivo nebo suroviny. •Fotovoltaická elektrárna neprodukuje žádný odpad. •Nemusíte kupovat elektřinu z fosilních paliv, jejíž cena každým rokem stoupá. •Fotovoltaická elektrárna nevyžaduje žádnou náročnou údržbu ani další investice. •Solární elektrárny mají garantovanou životnost až na 25 let. • http://www.mega-sunshine.cz/photovoltaik-duvody.php 10 nejdůležitějších důvodů pro solární energii Slunce je zdroj energie dostupný všem, všude, v dostatečné míře a zcela zdarma. Výroba solární energie neznečišťuje životní prostředí. Stát podporuje solární elektrárny formou garantovaných výkupních cen a zelených bonusů. Fotovoltaická elektrárna nezatěžuje své okolí žádným hlukem, zápachem, prachem, škodlivým zářením ani zplodinami. Jako majitel FVE můžete využívat daňových úlev. K výrobě solární energie není třeba žádné další palivo nebo suroviny. Fotovoltaická elektrárna neprodukuje žádný odpad. Nemusíte kupovat elektřinu z fosilních paliv, jejíž cena každým rokem stoupá. Fotovoltaická elektrárna nevyžaduje žádnou náročnou údržbu ani další investice. Solární elektrárny mají garantovanou životnost až na 25 let. DALŠÍ OTÁZKY •Jaká je cena solární elektrárny na rodinný dům? •Jaký je rozdíl ve výkonu solární elektrárny v létě a v zimě? •Kolik energie vyrobí fotovoltaický panel? •Jak se vypočítá roční produkce solární elektrárny? •Jaká je nejlepší orientace FV solárních panelů? •Co znamená jednotka výkonu Wp? Jaká je cena solární elektrárny na rodinný dům? Cena kompletní elektrárny velmi výrazně závisí na použítých fotovoltaických panelech. Při použití kvalitních japonských nebo německých panelů se cena včetně montáže bude pohybovat okolo 65-75.000 Kč za instalovanou kilowatu výkonu. Pro instalaci je možné využít i asijské panely od některého z uznávaných a dostatečně kapitálově silných výrobců ( LG, Samsung, CNPV, Suntech). Pak by cena elektrárny při dodávce na klíč měla pohybovat okolo 60-65.000 Kč/ 1 kW. "No-name" panelům od malých čínských výrobců se raději vyhněte. Jaký je rozdíl ve výkonu solární elektrárny v létě a v zimě? Fotovoltaická elektrárna vyrobí v létě denně 5-8 kWh energie na každý 1kW instalovaného výkonu. V zimě výkon znatelně poklesne, v průměru na 20% letního výkonu. Ale i v zimě může být výkon elektrárny při slunečním počasí zajímavý. Kolik energie vyrobí fotovoltaický panel? 1kWp instalovaného výkonu vyrobí v našich podmínkách průměrně cca 900-1100 kWh elektrické energie (v závislosti na na geografickém umístění elektrárny, sklonu a orientaci panelů, nadmořské výšce a samozřejmě i na počtu slunečných dnů v daném roce). Jak se vypočítá roční produkce solární elektrárny? Roční energetický výnos můžeme odhadnout následovně: jmenovitý výkon např. 5 kWp x 1.000 kWh ( při průměrném počtu slunečních dnů v ) = 5.000 kWh. Elektrárna nám vyrobí zhruba 1.000kWh ( na Jiřžní Moravě více) na každou instalovanou kilowatu výkonu. Jaká je nejlepší orientace FV solárních panelů? Orientace FV panelů by měla být nejlépe na jiho-západ až jiho-východ. V letních měsících dopadá v našich podmínkách na zemský povrch přibližně 75% ročního globálního záření, maximalizovat zisk lze i sklonem panelů ( panely více "naležato" při sklonu okolo 32°), protože je Slunce výše. U systémů s celoročním provozem (ostrovní systémy), kdy požadujeme rovnoměrnější přínos během roku by sklon panelů měl být naopak více "nakolomo" přibližně 49° a více. Menší odchylky od ideální orientace panelů znamenají ztráty pouze v jednotkách procent. Co znamená jednotka výkonu Wp? Jmenovitý výkon fotovololtaických panelů je udáván v jednotkách Watt peak (Wp). Watt peak je jednotkou špičkového výkonu dodávaného solárním zařízením za ideálních podmínek, jde tedy přibližně o výkon dodávaný panelem nebo systémem za běžného bezoblačného letního dne