Jak funguje solární panel: fotovoltaický efekt, Wp a výroba elektřiny
Fotovoltaický panel přeměňuje část energie slunečního záření přímo na stejnosměrnou elektřinu. Nedělá to přes ohřev vody ani přes turbínu. Základním prvkem je polovodičový fotovoltaický článek, nejčastěji z krystalického křemíku, ve kterém světlo vytváří elektrické náboje a vnitřní elektrické pole je usměrní do proudu.
Jak funguje solární panel krok za krokem
- Světlo dopadne na fotovoltaický článek.
- Polovodič absorbuje část energie fotonů. Ta uvolní nosiče náboje.
- Vnitřní elektrické pole článku oddělí náboje a vytvoří napětí.
- Elektrický proud je odveden kovovými kontakty do vnějšího obvodu.
- Více článků tvoří panel a více panelů tvoří FV pole.
- Střídač mění DC na AC pro běžné spotřebiče nebo připojení k síti.
Článek, panel a celé FV pole nejsou totéž
- Fotovoltaický článek: základní polovodičový prvek.
- Modul / panel: mnoho propojených článků zapouzdřených mezi ochranné vrstvy.
- FV pole: více panelů zapojených do stringů nebo paralelních větví.
- FV systém: panely + konstrukce + střídač/MPPT + ochrany + případně baterie.
Proč panel vyrábí stejnosměrný proud
Fotovoltaický článek vytváří elektrické napětí se stálou polaritou, proto je jeho výstup stejnosměrný (DC). Domácí spotřebiče a distribuční síť používají střídavý proud (AC), takže síťová nebo hybridní FVE potřebuje střídač.
Co znamená Wp
Wp (watt-peak) je jmenovitý výkon panelu za standardizovaných testovacích podmínek. Není to příslib, že panel bude tuto hodnotu dávat celý den nebo každý den. Skutečný výkon závisí na intenzitě záření, teplotě článků, orientaci, sklonu, zastínění a elektrických ztrátách.
Wp a kWp: co přesně znamenají →
Proč panel při vysoké teplotě ztrácí výkon
Vyšší teplota článku obecně snižuje jeho napětí a tím i elektrický výkon. Proto může mít panel za chladného slunečného dne velmi dobré podmínky, zatímco rozpálená letní střecha elektrický výkon proti laboratorním podmínkám snižuje.
Co ovlivňuje reálný výkon panelu →
Co dělá MPPT
Výkon panelu není při každém napětí stejný. MPPT regulátor nebo MPPT vstup střídače průběžně hledá pracovní bod, ve kterém může FV pole v dané chvíli dodat nejvyšší výkon.
Proto nestačí poskládat panely jen podle součtu wattů. String musí vyhovět napěťovému oknu MPPT i maximálnímu Voc při nízké teplotě.
Ověřit string v MPPT kalkulačce →
Co se stane při zastínění
Zastíněný článek nebo část panelu může omezit výkon série článků. Moderní moduly používají bypass diody, které pomáhají omezit ztráty a chránit zastíněné části, ale zastínění přesto může výrazně snížit výrobu celého stringu.
Jak funguje částečné zastínění →
Jak se panely zapojují
V sérii se sčítá napětí, v paralelním zapojení se sčítá proud. Správné zapojení proto závisí na parametrech panelu i na limitech MPPT nebo střídače.
Série, paralelně a praktický návrh stringu →
Panel nevyrábí teplo stejně jako solární kolektor
Běžný fotovoltaický panel vyrábí primárně elektřinu. Solární termický kolektor naopak předává zachycené teplo kapalině. Existují také hybridní PVT kolektory, které kombinují fotovoltaickou a termickou část v jednom zařízení.
Od panelu k celé sestavě
Samotný panel ještě není funkční systém. Potřebujete správné napětí stringu, MPPT nebo střídač, ochrany, konstrukci a podle použití také baterii. Proto je lepší navrhovat komponenty jako jeden celek.
Spočítat celou solární sestavu →
FAQ
Vyrábí panel elektřinu i když je zataženo?
Ano, pokud na něj dopadá dostatek světla, ale výkon je nižší než při intenzivním přímém slunečním záření.
Vyrábí panel v noci?
Ne. Bez dopadajícího světla fotovoltaický efekt neposkytuje použitelnou výrobu.
Je solární panel totéž co fotovoltaický panel?
V běžné řeči se pojmy často používají jako synonyma, ale „solární panel“ může označovat i solární termický kolektor. Pro výrobu elektřiny je přesnější „fotovoltaický panel“.
Co je důležitější: účinnost nebo Wp?
Wp říká jmenovitý výkon konkrétního panelu, účinnost říká, jakou část dopadající energie panel přemění na elektřinu. Pro návrh střechy je důležitý také výkon na m², rozměr a elektrické parametry.