Co je fotovoltaika

Fotovoltaika je alternativní možnost výroby elektrické energie

V současné době se elektrická energie vyrábí dvěma hlavními konvenčními způsoby: v tepelných elektrárnách spalováním fosilních paliv, a v jaderných elektrárnách, kde je základem řízená štěpná reakce. Ani jedna z těchto technologií není zcela v souladu s dnešními nároky na kvalitu životního prostředí a obě mají velké množství kritiků. Např. při výrobě elektrické energie v tepelných elektrárnách se při výrobě jedné kWh energie uvolní do ovzduší, kromě jiných škodlivin, 712 g oxidu uhličitého, 1,7 g metanu, 0,84 g oxidů dusíku a 0,51 g oxidu siřičitého. Na druhé straně jaderná energetika je velmi čistý zdroj energie v pohledu na její výrobu. Bohužel na počátku je těžba suroviny a na konci problémy s odpadem a jeho uložením nebo jeho dalším využitím. Mimoto jde o jisté bezpečnostní riziko

Fotovoltaika – ekologická alternativa výroby elektrické energie

Fotovoltaika znamená výrobu elektrické energie z energie sluneční. Slunce je obrovský termojaderný reaktor, který dodává Zemi spolehlivě a zdarma velké množství energie. Z vyzářené sluneční energie se již miliony let zásobuje veškerý život na Zemi a udržují se životní cykly. Ozáření Země Sluncem je dáno solární konstantou, jež činí 1353 W/m². V důsledku filtrace slunečního záření atmosférou dopadá na Zemi jen část této energie, jejíž maximální hodnota je asi 1000 W/m². Této energie je možné využít pro výrobu ekologicky čisté, zcela bezpečné a stále levnější elektrické energie. V současné době narůstá podíl elektřiny, která je touto technologií vyráběna. Plochy střech existujících budov orientované od jihovýchodu k jihozápadu by stačily k tomu, aby se fotovoltaickou technikou vyrobila jedna třetina elektrické energie.

Důvody proč používat solární energii k výrobě elektřiny

• Vysoká spolehlivost solárních článků
• Nízké provozní náklady – palivo je zdarma
• Šetrnost vůči životnímu prostředí. Solární články neprodukují žádné škodliviny, emise, či hluk
• Modularita – solární články lze spojovat do solárních fotovoltaických generátorů libovolné velikosti

Jak fotovoltaika funguje?

Základem fotovoltaické technologie je fotoelektrický jev – produkce elektrického proudu v pevných polovodičích působením solární energie. Sluneční světlo se skládá z fotonů – částic solární energie. Tyto fotony obsahují určitá, různá množství energie v závislosti na vlnové délce spektra slunečního záření. Když foton dopadne na fotovoltaický článek, může být odražen, pohlcen nebo může skrz tento článek projít. Jenom pohlcené fotony produkují elektřinu. V takovém případě je energie fotonu předána elektronu v atomu článku, který je z polovodivého materiálu. S touto dodanou energií je elektron schopen se uvolnit ze své normální pozice spjaté s příslušným atomem a stát se částí elektrického obvodu. Po opuštění pozice zůstává po elektronu díra. Jelikož elektron má záporný elektrický náboj, díra je nabitá kladně. V tenkých destičkách vysoce čistého křemíku se cíleným znečištěním určitými cizími atomy

(dotováním) vyrobí dvě nad sebou ležící vrstvy s různou koncentrací nosičů náboje. Na přechodu mezi záporně (n) a kladně (p) dotovanou vrstvou se v solárním článku vytvoří elektrické pole. Dopadne-li nyní na solární článek světelný paprsek, uvolní světlo některé elektrony z křemíkové mřížky. Tyto volné elektrony a také vzniklé elektronové díry se elektrickým polem oddělí, takže v jedné vrstvě křemíku vznikne přebytek elektronů a ve druhé jejich nedostatek. Propojí-li se obě strany článku přes nějaký spotřebič, může se přebytek a nedostatek elektronů vyrovnávat, teče elektrický proud. Pro shromáždění a odvádění elektronů vyrobených v ploše článku se na přední stranu článku umístí kontaktní mřížka a na zadní stranu kontaktní plocha. Velikost vygenerovaného proudu závisí na ozáření článku. K dispozici je vždy tolik volných elektronů, kolik jich bylo uvolněno dopadajícím světlem.

Naši partneři