Fotovoltaické elektrárne

Pracujú na princípe fotoelektrického javu - priamej premeny svetla na elektrickú energiu. Slnečné žiarenie dopadajúce na polovodičový fotovoltaický článok, vyrobený na báze kremíka produkuje jednosmerný elektrický prúd.
Fotovoltaické články sú integrované do tzv. modulov s napätím 6 - 12 V, elektricky prepojené moduly vytvárajú solárne systémy s výstupným napätím 230 V a viac.
Na základe inštalovaného výkonu rozoznávame:

• domáce solárne systémy s výkonom niekoľko W, resp. kW, ktoré zásobujú domácnosti jednosmerným prúdom cez batérie, používajú sa na osvetlenie a malé spotrebiče
• väčšie strešné solárne systémy s výkonom niekoľko kW, ktoré okrem zásobovania domácností prebytky elektriny (striedavý prúd) dodávajú do verejnej siete
• solárne elektrárne s výkonom niekoľko MW, ktoré dodávajú celú výrobu do verejnej siete.

• Fotovoltaické články

  

  Fotovoltaika znamená priamu premenu slnečnej energie na elektrinu. Využíva sa v slnečných – fotovoltaických článkoch. Tieto články sa vyrábajú z polovodičových materiálov- kremík. Účinnosť el. energie na elektrinu u komerčne vyrábaných článkoch je okolo 10 %, laboratórne okolo 20 %. Slnečné články majú výhodu v tom, že ich spojením je možné vytvárať solárne moduly. Najväčšia elektráreň je v Kalifornii s výkonom 5MW. V Nemecku je najväčší závod na výrobu firma Shell. Bežný fotovoltaický článok veľkosti 100 cm2 dokáže za jasného dňa vyrobiť 1MW el. energie. Bežné články sú z fotovoltaického kremíka a produkujú 100W na 1m2 . Životnosť je okolo 20 rokov, návratnosť je okolo 100 rokov. Vyznačujú sa nízkymi prevádzkovými nákladmi a vysokou spoľahlivosťou. Využiteľnosť tam kde nie je dostupná elektrická rozvodná sieť( chaty, chalupy). Fotovoltaický článok je niekoľkoplošná polovodičová súčiastka s viacerými PN priechodmi. Predná strana článku je prispôsobená na pohlcovanie žiarenia. Keď žiarenie dopadá na povrch článku, fotóny sa zrážajú s elektrónmi  a tým im odovzdávajú energiu. Elektrón s pretekajúcou energiu púšťa svoje miesto v okolí atómu a začne sa voľne pohybovať v kryštalickej mriežke. Vznikne pár elektrónov a diery, tento pár sa rozdelí na rozhraní PN priechodu, čím vzniká rozdiel potenciálov. Na kontaktoch článku sa objaví el. napätie niekoľko stoviek mV pripojením na obvod. Obvodom preteká js. prúd. Veľkosť prúdu je úmerná intenzite žiarenia. Kladný pól je na zadnej strane doštičky v podobe celoplošného kontaktu, záporný je na prednej strane tvorený mriežkou.

  Výhody:

  • žiadna produkcia škodlivín
  • použiteľnosť v podstate všade
  • elektrárne môžu pracovať úplne samostatne