Komponenty fotovoltaiky

Fotovoltaický článok

Fotovoltaický článok je veľkoplošná polovodičová súčiastka, ktorá konvertuje solárnu energiu na energiu elektrickú pomocou fotoelektrického javu. Ak je svetlo slnečné (čo je typický prípad), nazýva sa aj solárny článok alebo slnečný článok. Fotovoltaické  články majú mnoho aplikácií.

Fotovoltaické články sa - podobne ako iné zdroje elektrickej energie typu „článok“ - zapájajú do batérií, kvôli dosiahnutiu vyššieho nominálneho napätia aj prúdu. Kvôli premenlivému osvetleniu a tým premenlivým výstupným parametrom (výkon, prúd, napätie) je výstup fotovoltaických batérií upravovaný (napr. pre pripojenie do rozvodnej elektrickej siete) pripojenou výkonovou elektronikou, ktorá častokrát zahŕňa aj akumulátory. Fotovoltaické články sa takmer vždy usporadúvajú do panelov.

Fotovoltaický panel

Sériovým alebo i paralelným elektrickým prepojením solárnych článkov vzniká po ich zapuzdrení fotovoltaický panel. Panel musí zabezpečiť hermetické zapuzdrenie solárnych článkov, musí zabezpečovať dostatočnú mechanickú a klimatickú odolnosť (napr. voči silnému vetru, krupobitiu, mrazu apod.). Konštrukcie solárnych panelov sú značne rozmanité podľa druhu použitia. Obvykle sú po obvode FV panely opatrené duralovými rámami pre spevnenie celej konštrukcie fotovoltaického panela a zároveň k usnadneniu realizácie uchytenia panelov ku konštrukcii FV systému. Predný krycí materiál je špeciálne kalené sklo, ktoré odoláva i silnému krupobitiu. Štruktúra panelov tenkovrstvových solárnych článkov je odlišná od konštrukcie modulov z kryštalických kremíkových článkov. Je to dané hlavne úplne odlišnou technológiou výroby. Čím je plocha panelu a intenzita žiarenia väčšia, tým väčší prúd nimi tečie. Výkon panelov sa vyjadruje hodnotou tzv. špičkového výkonu (Wp), čo je výkon zariadenia pri definovaných podmienkach pri intenzite slnečného žiarenia 1 000 W/m2 a pri teplote 25 °C.Tieto podmienky sa dosahujú za dobrého počasia, keď sa Slnko nachádza v najvyššom bode na oblohe. Na dosiahnutie výkonu 1 Wp pri týchto podmienkach je potrebný článok s rozmermi asi 10 x 10 cm. Veľkosti panelov sú rôzne, vo všeobecnosti sa dá povedať, že rozhodujúcim činiteľom je manipulovateľnosť  pri ich inštalácií. Plocha panelov neprekračuje 2m2.

Fotovoltaické pole (rada)

Fotovoltaická rada vzniká prepojením fotovoltaických panelov. Solárne panely sa vyrábajú v niekoľkých výkonových prevedeniach. Menovité výstupné jednosmerné napätie je 12 V pre akumulátory, do siete je to 30 – 300 V. Výkon dodávaný solárnymi panelmi je premenlivý a odvíja sa od intenzity slnečného svitu. Solárne články fungujú aj pri zamračenej oblohe vďaka rozptýlenému svetlu, i keď  ich výkon je potom výrazne nižší (cca 10% maxima). V zime je množstvo dopadajúceho slnečného svetla menšie ako v lete a rovnako tak sa vyrobí aj menej elektrickej energie. Životnosť solárnych panelov sa pohybuje od 20 rokov a viac. Všeobecne platí, že čím väčšia je plocha modulu alebo poľa, tým viac elektriny sa vyrobí. Fotovoltaické moduly a polia produkujú jednosmerný elektrický prúd (DC). Môžu byť spojené v sérii alebo paralelne tak, aby produkovali potrebnú kombináciu napätia a prúdu.

Fotovoltaická elektráreň

Fotovoltaickú elektráreň tvorí súbor menšieho, či väčšieho počtu solárnich panelov, striedačov či podporných a istiacich prvkov. Samozrejme, že k elektrárni patrí aj konštrukčné prvky a kabeláž. Solárne elektrárne sa líšia predovšetkým svojím výkonom, inak sa väčšinou jedná o rovnaký princíp - energia vyrobená dopadom slnka na fotovoltaické panely sa premení v striedači na striedavé veličiny a potom je odovzdaná do domácej alebo rozvodnej elektrickej siete o frekvencii 50 Hz. Slnečná elektráreň je môžné postaviť na streche svojho rodinného domu, chaty, výrobnej haly alebo na poli.