Používaná terminologie u fotovoltaické elektrárny

Pro pochopení terminologie u FVE uvádíme následující vysvětlení nejužívanějších pojmů v této oblasti.

Fotovoltaický článek

Fotovoltaický článek je tenká (méně než 1 mm) destička složená z křemíku a dalších materiálů o rozměrech přibližně 10 krát 10 centimetrů, napětí takového jednoho článku je při optimálních světelných podmínkách přibližně 0,5 V.  

Fotovoltaický panel

• Fotovoltaický panel je sério-paralelní zapojení těchto článků, které jsou přilepeny na tedlarový podklad a uchyceny v hliníkové konstrukci pod solárním vysoce propustným sklem.
• Fotovoltaika je obvykle dodávána v podobě panelů, které se usazují do vhodných konstrukcí nad nebo do střešní krytiny nebo na terén. 

Výkon fotovoltaických panelů - jednotka výkonu Wp (Watt peak)

• Nominální výkon fotovoltaických panelů je udáván v jednotkách Watt peak (Wp).
• Jde o výkon vyrobený solárním panelem při standardizovaném výkonnostním testu, tedy při energetické hustotě záření 1 000 W/m2, 25°C a světelném spektru odpovídajícím slunečnímu záření po průchodu bezoblačnou atmosférou Země (Air Mass 1,5).
• 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.
• 1 kWp nainstalovaného výkonu obnáší přibližně 8 metrů čtverečních panelů.
• Pokud jsou panely instalovány na volný vodorovný terén do řad za sebou, je zapotřebí plocha přibližně 2,6 x větší, než je plocha samotných kolektorů, protože řady musí být za sebou v takových rozestupech, aby si nestínily.
  

Typy fotovoltaických panelů

• Fotovoltaické panely se rozdělují podle technologie výroby článků na monokrystalické, polykrystalické a tenko vrstevné - amorfní.
• Články monokrystalické jsou plátky vyrobené řezáním z jednoho velkého krystalu křemíku.
• Články polykrystalické články jsou vyrobeny řezem křemíkové krystalické mřížky.
• Tenko vrstevná technologie vzniká napařováním křemíku na sklo, případně se tenko vrstevné panely vyrábějí bez křemíku pomocí sloučenin s podobnými vlastnostmi.
• Panely lze rozdělit také podle výkonnostních charakteristik, vyrábějí se panely o nominálních výkonech 10 Wp až 300 Wp, platí však, že čím výkonnější panel, tím je také rozměrnější.

Typy fotovoltaických instalací

• Fotovoltaika je využitelná v tzv. ostrovních systémech, tedy v místech bez elektrické přípojky. Takový systém slouží k výrobě elektřiny, která se uchovává v akumulátorech pro pozdější spotřebování.
• Fotovoltaický systém lze však vybudovat i tam, kde elektrická přípojka je, v takovém případě se elektřina buďto spotřebovává a přebytky se prodávájí, nebo je fotovoltaický systém vybudován výhradně pro prodej vyrobené energie za výkupní cenu stanovenou v České republice Energetickým regulačním úřadem (ERÚ).
  

Životnost fotovoltaických panelů

• Většina výrobců udává životnost okolo 25 let.
• Záruční doba na panely a měniče je obvykle pět let, u měničů napětí se dá připlatit za prodlouženou záruku až na 7 až 20 let.
• Fotovoltaický panel však v průběhu životnosti degraduje, výrobci obvykle garantují 90% účinnost po 12 letech a 80% účinnost panelu po 25 letech.
• Teoreticky lze provozovat fotovoltaický panel mnohem déle, například 30 let, otázkou je však výhodnost jeho provozování při neustále se snižující účinnosti a dále díky neustálému vývoji nových technologií může za 20 let (tedy po uplynutí doby garantované výkupní ceny) být výhodnější nakoupit nové, účinnější a levnější fotovoltaické panely.

Optimální sklon a orientace panelů

• Ideální orientace je přímo na jih, při orientaci v rozsahu jiho-východ až jiho-západ jsou maximální ztráty dosaženého výkonu přibližně 5 %.
• Panely lze orientovat i vodorovně při ztrátě 10 % nebo svisle při ztrátě 30 %.
• Sklon panelů závisí na typu systému a způsobu jeho využívání, při celoročním provozu je lépe umístit panely více "na kolmo" (49°), protože sluneční kotouč je nízko v zimních měsících, naopak maximalizaci zisku u systémů pro výrobu elektřiny do sítě dosáhneme umístěním panelů více "naležato" (32°), protože během letních měsíců, kdy je nejvíce slunečních dnů a Slunce je vysoko na Zemi dopadá 75 % ročního úhrnu globálního záření.

Sledovací zařízení

• Některé instalační firmy nabízejí tzv. sledovací systémy (tzv. trackery), které jsou buďto jednoosé, tedy že se panely natáčejí za Sluncem pouze horizontálně, případně dvouosé, které sledují pohyb Slunce na obloze během dne jak horizontálně, tak vertikálně.
• Nejoptimističtější údaje slibují zvýšit výtěžnost fotovoltaického systému až o 37 %, je však otázkou, kolik sledovací zařízení samotné spotřebuje energie a dále poruchovost a nutnost údržby takového pohybového mechanismu, který je vystavován různým povětrnostním vlivům během celého roku.
• Důležitý je také fakt, že sledovací zařízení celou instalaci investičně prodraží a je otázkou, zda zvýšený zisk tyto zvýšené investiční nároky pokryje.[1]

Sluneční záření

• Ideální podmínky pro výrobu elektřiny jsou za přímého slunečního záření při bezmračné obloze.
• Při oblačném počasí klesá výnos přibližně na 1/3 a při zatažené obloze na 1/10 maximálních hodnot.
• Fotovoltaické panely tedy budou vyrábět i z difúzního záření, výtěžnost však bude zlomkem hodnot, které by byly dosaženy při přímém ozáření slunečními paprsky.