Fotovoltika je technológia, ktorá sa zaoberá využitím svetla na výrobu elektrickej energie.
Fotovoltaika sa využíva na výrobu elektrickej energie bez produkcie emisií skleníkových plynov a iných nečistôt, čím prispieva k znižovaniu znečistenia ovzdušia
a ochrane životného prostredia. Hlavným prvkom fotovoltického systému sú fotovoltaické bunky, ktoré dokážu previesť svetlo priamo na elektrickú energiu.
Fotovoltaické bunky sú vyrábané z polovodičových materiálov, ako sú kremík alebogermanium, ktoré majú schopnosť absorbovať fotóny záření a uvoľniť elektróny. V prítomnosti svetla dochádza k uvoľňovaniu elektrónov, ktoré sa pohybujú cez polovodič a vytvárajú prúd. Fotovoltaické bunky sú spojené do solárnych panelov, ktoré môžu byť inštalované na strechách budov alebo plochých povrchoch a slúžia na výrobu elektrickej energie.
Fotovoltaické systémy sú stále viac používané na výrobu elektrickej energie pre domy, spoločnosti a verejné budovy. Okrem toho sa využívajú aj na výrobu elektrickej energie na diaľniciach, v lodeniciach a iných miestach, kde sa dá využiť voľné plochy
na inštaláciu solárnych panelov.
Hlavným prínosom fotovoltických systémov je ich schopnosť využívať obnoviteľné zdroje energie na výrobu elektrickej energie. V porovnaní s tradičnými zdrojmi energie, ako sú uhlie alebo ropa, fotovoltické systémy neprodukujú emisie skleníkových plynov a iných nečistôt, čím prispievajú k ochrane životného prostredia.
Klasifikácia systému podľa spôsobu zapojenia :
- On-grid systémy: Tieto systémy sú pripojené na hlavnú elektrickú sieť a vyrábajú elektrickú energiu, ktorá sa používa na pokrytie spotreby domácností alebo spoločností. Ak fotovoltický systém produkuje viac energie ako sa spotrebuje, prebytok sa dodáva do siete.
- Off-grid systémy: Tieto systémy sú nezávislé na hlavnej elektrickej sieti a slúžia na napájanie malých zariadení, ako sú napríklad solárne batérie, ktoré zaisťujú energetickú nezávislosť pre domy alebo obydlia v odľahlých oblastiach.
- Hybridné systémy: Tieto systémy kombinujú fotovoltiku s inými zdrojmi energie.Takéto systémy môžu byť využívané tam, kde je nepravidelný príjem energie z fotovoltického systému alebo tam, kde je potrebná energetická záloha v prípade výpadku siete.
On-Grid systém, tiež nazývaný sieťový systém, je fotovoltický systém, ktorý je pripojený na elektrickú sieť a funguje v spolupráci s elektrárnou. Tento systém umožňuje výrobcovi elektrickej energie distribuovať prebytok energie do elektrickej siete, keď sa nepoužíva, a naopak, spotrebiteľ môže príjmať energiu z elektrickej siete, keď vlastný fotovoltaický systém nedokáže pokryť potrebnú spotrebu.
Fungovanie On-Grid systému je nasledovné:
- Fotovoltické panely zachytávajú slnečné žiarenie a generujú jednosmerný
elektrický prúd. - Tento jednosmerný prúd je potom odoslaný do meniča, ktorý mení jednosmerný prúd na striedavý prúd, ktorý je určený na použitie v domácnosti alebo podniku.
- Striedavý prúd sa potom prenáša do elektrickej siete cez rozvodnú skriňu, ktorá sa nazýva aj hlavný rozdeľovač. Táto skriňa umožňuje spojenie fotovoltického systému so sieťou a reguluje tok energie medzi nimi.
- Ak fotovoltický systém vyrába viac energie, ako sa v domácnosti alebo podniku spotrebuje, prebytok energie sa dodáva do elektrickej siete. Naopak, ak fotovoltický systém neprodukuje dostatok energie, spotrebiteľ môže ťahať energiu zo siete.
- Spotreba a výroba energie sa sleduje pomocou počítadla, ktoré meria množstvo energie, ktoré sa vyrába alebo spotrebuje.
On-Grid systém môže byť výhodný pre tých, ktorí chcú znižovať svoju závislosť od fosílnych palív a súčasne znižovať svoje náklady na energie. Takýto systém môže byť tiež výhodný pre tých, ktorí chcú získať finančnú výhodu prostredníctvom predaja prebytku energie späť do elektrickej siete.
Off-Grid systém, tiež nazývaný nezávislý fotovoltický systém, je fotovoltický systém, ktorý nie je pripojený na elektrickú sieť a funguje nezávisle na nej. Tento systém je vhodný pre odľahlé oblasti, kde nie je k dispozícii prístup k elektrickej sieti, alebo pre tých, ktorí chcú byť úplne nezávislí na sieti a fosílnych palivách.
Fungovanie Off-Grid systému je nasledovné:
- Fotovoltické panely zachytávajú slnečné žiarenie a generujú jednosmerný elektrický prúd. Tento jednosmerný prúd je potom odoslaný do batérií, ktoré slúžia ako zdroj ukladania energie pre použitie vtedy, keď slnko nesvieti.
- Batérie potom dodávajú energiu do meniča, ktorý mení jednosmerný prúd na striedavý prúd, ktorý je určený na použitie v domácnosti alebo podniku.
- Ak fotovoltický systém vyrába viac energie, ako sa v danom okamihu použije, prebytok energie sa ukladá do batérií pre použitie v neskorších hodinách alebo v obdobích, keď slnko nesvieti.
- Ak fotovoltický systém neprodukuje dostatok energie pre aktuálne použitie, batérie dodávajú energiu, aby pokryli spotrebu.
- Pre zabezpečenie dlhšej životnosti batérií a bezpečného fungovania systému je potrebné mať riadiaci systém, ktorý bude monitorovať stav batérií a regulovať nabíjanie a vybíjanie energie.
Fungovanie hybridného systému:
- Fotovoltické panely zachytávajú slnečné žiarenie a generujú jednosmerný
elektrický prúd. - Tento jednosmerný prúd je potom odoslaný do meniča, ktorý mení jednosmerný prúd na striedavý prúd, ktorý je určený na použitie v domácnosti alebo podniku.
- Ak fotovoltický systém vyrába viac energie, ako sa v danom okamihu použije, prebytok energie sa odosiela do batérií na ukladanie energie pre použitie vtedy, keď slnko nesvieti.
- Ak fotovoltický systém neprodukuje dostatok energie pre aktuálne použitie, energiu dodáva elektrická sieť alebo batérie. V prípade, že batérie sú vybité, systém môže automaticky prepnúť na elektrickú sieť.
- Hybridný systém môže byť tiež navrhnutý s funkciou záložného zdroja, čo znamená, že v prípade výpadku elektrického prúdu zo siete, batérie poskytujú energiu pre domácnosť alebo podnik.
Vďaka tejto kombinácii funkcií, hybridný systém umožňuje využiť výhody slnečnej energie a súčasne byť pripojený na elektrickú sieť pre prípad, že je potrebné doplniť energiu v prípade nedostatku slnečného žiarenia alebo náhleho výpadku systému. Hybridné systémy sú vhodné pre použitie v oblastiach, kde je nedostatok elektrickej siete alebo kde dochádza k výpadkom elektrickej energie, ako aj pre tých, ktorí chcú využívať slnečnú energiu, ale zároveň chcú byť pripojení na elektrickú sieť.