Principy solárních elektráren a některé mýty

_{Poslední měsíce, především kvůli neúnosně rostoucím cenám elektřiny, se mnoho podnikatelů, výrobních závodů, ale také běžných domácností rozhodlo, že si výrazně sníží náklady za elektřinu. Využili výhodné státní dotace Nová zelená úsporám a přešly na solární energetiku. Ceny panelů už nejsou tak vysoké, jejich výkonost také stoupla a na trhu působí mnoho firem, které se realizací zabývají.}

Ovšem ne všechny jsou spolehlivé, nemusí Vám pomoci se získáním dotace nebo v případě nesprávně navržené soustavy nedosáhnete takových výsledků, jako když se obrátíte na opravdové profesionály s mnohaletými zkušenostmi v oboru. V době, kdy probíhá fotovoltaický boom, je třeba zvolit správného dodavatele, který využívá kvalitní výrobky od ověřených dodavatelů a jeho odborníci garantují odbornou montáž. Nezbytné je také dodržení všech platných norem a zajištění revize celého díla před uvedením elektrárny do ostrého provozu.

Přečtěte si zajímavý článek a dozvíte se více o tom, co vše taková soustava fotovoltaické elektrárny obnáší a jaké jsou její základní vlastnosti, výhody, ale také některé nevýhody a jak je eliminovat.

Obsah článku:

• Co je sluneční energie?
• Co je solární elektrárna?
• ‍Jak funguje solární elektrárna?
• Jaké jsou výhody a nevýhody solárních elektráren?
• Doplňkové komponenty pro solární elektrárny
• Vybrané mýty o solární energetice
• Shrnutí a doporučení, jak šetřit za elektřinu

Větrné a vodní elektrárny jsou také nepřímo napájeny sluncem, růst rostlin rovněž závisí na slunečním záření. Článek se však vymezuje na přímé využití slunečního záření k výrobě energie. Představíme Vám možnosti různých technologií a jejich výzvy.

Co je sluneční energie?

Sluneční energie je primární nosič, který je k dispozici jako zdroj energie v podobě samotného záření nebo teplem, které generuje. Technické využití těchto dvou forem je odlišné, což vyžaduje různé technické implementace.

Energie ze slunce je ve formě světla a tepla životně důležitá pro přírodu na Zemi a samozřejmě především pro lidi, to si určitě pamatujete ještě ze základní školy. Jako zdroj energie pro průmyslové využití je o elektřinu ze slunce velký zájem již od 70. let minulého století, kterou spustil tehdejší ropný šok.

Co je solární elektrárna?

Solární elektrárny jsou systémy, které přeměňují sluneční energii na elektrickou nebo tepelnou energii. Solární elektrárna má obrovskou výhodu, solární energie je nevyčerpatelná, takže je považována za obzvlášť šetrnou k životnímu prostředí. Výkon ovšem ovlivňuje počasí.

Fotovoltaika vyrábí elektřinu přímo ze slunečního záření, tepelná solární elektrárna využívá teplo ze slunečních paprsků k výrobě páry, která pohání turbínu. Jejich mechanická energie je pak generátorem přeměněna na elektřinu. Je to obdoba Kaplanovy turbíny, kde silný proud vody pohání turbínu, zde vodu nahrazuje pára.

Tepelná solární elektrárna vyžaduje dostatečně silné sluneční záření a lze ji proto hospodárně provozovat v oblastech, které tento požadavek splňují. Tento požadavek Česká republika svojí polohou splňuje, solární elektrárny zde tím pádem rozhodně mají využití.

Jak funguje solární elektrárna?

Solární elektrárny se dělí na dva typy. Po popisu solární elektrárny si nyní přiblížíme, jak oba druhy solárních elektráren fungují.

Solární termální elektrárna

Princip termální (tepelné) elektrárny je založen na tom, že sluneční paprsky přímo nebo nepřímo ohřívají vodu, tím vytvářejí páru. Pára pohání turbínu generátoru, který vyrábí elektřinu. Elektrárny tohoto typu patří mezi elektrárny tepelné, jejich primárním zdrojem energie je slunce. Sluneční světlo ohřívá médium přenášející teplo, kterým může být například voda, aby se z ní vytvořila již zmíněná pára. Stejný proces probíhá v elektrárně tepelné nebo jaderné, s tím rozdílem, že energie pro výrobu páry pochází z fosilních nebo jaderných paliv.

Přeměna sluneční energie probíhá tak, že sluneční záření se odrazem a řízením koncentruje za vzniku páry. Sluneční paprsky jsou například koncentrovány do ohnisek parabolickými zrcadly nebo směrovány do bodu plochými zrcadly. V tomto centrálním absorbéru lze dosáhnout teplot přes 1000 stupňů Celsia.

Taková solární elektrárna má v zásadě jednoduchou konstrukci, ale detaily často představují značnou výzvu. Zrcadla musí být pohyblivá, aby se otáčela za sluncem, kvůli maximální efektivitě během celého dne. Zrcadla se musí čistit, aby se nesnižovala odrazivost. Tento problém se zdá být snadno řešitelný v mírných zeměpisných šířkách, ale při instalaci takových elektráren například v poušti je třeba vzít v úvahu vnější podmínky, jako jsou písečné bouře a prach, který tím vzniká a skla zanáší. Vzhledem k tomu, že solární elektrárny obsahují cenné komponenty, jejich zabezpečení také způsobuje dodatečné náklady, zvláště když jsou provozovány v odlehlých oblastech.

Fotovoltaická elektrárna

V tomto systému se elektřina vyrábí bez toho, aby procházela teplem. Sluneční záření vede ke vzniku nosičů náboje ve vhodných materiálech, jako jsou polovodiče, jejichž potenciálový rozdíl generuje elektřinu. Solární elektrárna využívající tuto technologii je označována jako solární park. Takový solární park se skládá z množství fotovoltaických prvků, z nichž je elektřina přiváděna přímo do sítě.

Využití energie ze solární elektrárny

I v oblastech se stálým slunečním zářením se ziskovost elektrárny přirozeně řídí rytmem dne a noci. V mírnějších klimatických podmínkách je sluneční záření nepravidelné i během dne. Z tohoto důvodu je solární elektrárna často kombinována s elektrárnami jiných typů. Může se jednat o biotopnou elektrárnu nebo klasickou tepelnou elektrárnu. Tyto elektrárny mají tzv. schopnost základního zatížení, takže mohou zaručit stabilní a nepřerušované napájení. V praxi je takovou kombinací elektrárna se základním zatížením, jejíž spotřeba paliva se snižuje, když je k dispozici sluneční záření.

Jaké jsou výhody a nevýhody solárních elektráren?

Výhody solární elektrárny

Záložní napájecí systém při výpadcích elektřiny: Pokud máte Vaši továrnu nebo rodinný dům v oblasti, kde často dochází k výpadkům elektřiny způsobených třeba bouřkou, spadlým vedením apod., pak Vás solární elektrárna v případě blackoutu podrží a Vaše továrna může vyrábět bez přerušení provozu, napájíte ji z baterií

Státní dotační programy: VOLTIN za Vás vyřídí veškeré papírování spojené se získáním dotace ve výší až 205.000 Kč na pořízení solární elektrárny. Obrovskou výhodou je, že na dotaci máte nárok a její výši znáte ještě před samotnou realizací.

Po navrácení investice už jen vyděláváte: Díky neustále se vyvíjejícím technologiím se snižuje doba návratnosti investice, takže solární elektrárna si na sebe vydělá. Obrovskou roli v tom hraje také velká dotace od státu až 205 tisíc korun, která zkrátí návratnost až o 7 let. Vy se poté budete jen těšit z toho, kolik peněz Vám i po uhrazení elektřiny zbývá. A v případě, že spotřebujete méně, než vyrobíte, tak nejenom, že čerpáte vlastní energii, za kterou neplatíte vysokou cenu dodavateli, a ještě k tomu Vaše vyrobené přebytky prodáváte. Pokud máte s Vaším dodavatelem smlouvu na prodej přebytků, tak se o to nemusíte vůbec starat, elektrárna sama posílá přebytky do Distribuční sítě a dodavatel Vám platí za Vaši elektřinu.

Dlouhá životnost panelů: Solární panely mají obvykle od výrobce záruku zachování určitého výkonu po dobu 25 let, z čehož vyplývá i dlouhá životnost, která se může vyšplhat třeba až nad 40 let. Solární panel bude po takové době sice vytvářet energie méně, ale přesto bude stále pracovat.

Neomezený zdroj energie: Energie ze slunce je neomezená a dostupná v takovém rozsahu, že existuje značný potenciál rozšiřování.

Šetříte životní prostředí: Citelnou část Vaší spotřeby elektrické energie vám solární elektrárna „nešpinavě“ vyrobí.

Téměř žádné škodliviny: Solární elektrárna znečišťuje životní prostředí pouze při výrobě samotných komponent a pak jen v malé míře. Během provozu nedochází k emisím skleníkových plynů.

Ukládání vyrobené energie: Energii, kterou si vyrobíte, nemusíte spotřebovat ihned, ale z baterie ji můžete čerpat později.

Nevýhody solární elektrárny

Časové omezení dostupnosti: Slunce svítí vždy, ale záření dopadá na zemský povrch pouze v denním rytmu. Energie ze slunce pro teplo a světlo je tedy nejdostupnější, když jsou tyto potřeby pokryty samotným sluncem. Energii ze slunce je třeba uchovávat na noc.

Místní omezení dostupnosti: Kromě denního rytmu je velmi nerovnoměrné i geografické rozložení. Na jedné straně solární systémy dokážou v určitých regionech vyrobit velké množství energie a na druhé straně dodávky energie ze solárních elektráren v jiných regionech nejsou dostatečné. To znamená odpovídající úsilí pro transport elektřiny.

Relativně vysoká pořizovací cena: I při vysoké státní dotaci je výše investice pro některé domácnosti stále vysoká. S pořízením Vám může pomoci úvěr nebo půjčka.

Účinnost solárních panelů

• Účinnost znamená, kolik procent sluneční energie panel přemění na elektřinu.
• Čím více je solární panel účinnější, tím větší získate výkon.
• Účinnost panelů se v současné době pohybuje v rozmezí 18 - 23 %.

Doplňkové komponenty pro solární elektrárny

Jak se tedy můžeme vypořádat s nevýhodami solární energie? Energie ze slunce je k dispozici dostatek, jen ne nutně, kdy a kde je tato energie potřeba. Je tedy velmi vhodné solární elektrárny vybavit dalšími prvky, které efektivitu zvýší.

Ukládání elektřiny

Pokud vyrobíte více energie, než spotřebujete, je výhodné elektřinu ukládat do baterií nebo prodávat. Rozdíl je zcela patrný, z baterií elektřinu můžete čerpat v době, kdy elektrárna nestíhá uspokojit Vaši spotřebu, například v noci. Pokud víte, že ji nevyužijete, můžete ji prodávat a snižujete si návratnost investice do elektrárny nebo prostě jen vyděláváte v případě, že se Vám investice již vrátila.

Rozložení zátěže

Některé spotřebiče nejsou časově kritické, takže je lze flexibilně zapínat a vypínat. Patří mezi ně nabíjení baterií pro elektromobily a aplikace vytápění a chlazení. Inteligentní řízení může tyto spotřebiče spustit, když je pro solární systémy k dispozici energie ze slunce. A naopak regulovat, pokud je potřeba více vyrobené energie jinde. To vše se dá řídit i monitorovat vzdáleně, pomocí aplikace v mobilním telefonu. Tím pádem, i když jste třeba na dovolené na druhém konci světa, tak přehledně vidíte, kolik elektřiny Vaše elektrárna generuje, stačí k tomu připojení k internetu.

Připojení k distribuční síti

Připojení k distribuční síti je proces, kdy se vytvoří elektrické spojení mezi budovou zákazníka a distribuční sítí, která přivádí elektřinu z výrobních zdrojů k zákazníkům. Distribuční síť tvoří propojené vedení a transformační stanice, které regulují napětí elektrické energie tak, aby odpovídalo potřebám zákazníků a aby byla elektřina přiváděna bezpečně a spolehlivě.

Proces připojení k distribuční síti je obvykle zajištěn místní distribuční společností, která poskytuje služby pro přenos elektřiny v dané oblasti. Pro získání připojení k distribuční síti je nutné dodržet určité požadavky na instalaci elektrotechnických zařízení, jako jsou například měřiče, rozváděče a ochranná zařízení. Tyto požadavky jsou stanoveny distribučním podnikem a musí být dodrženy v souladu s příslušnými zákony a předpisy.

Připojení k distribuční síti může být velmi důležité pro podniky a domácnosti, které potřebují spolehlivý a bezpečný zdroj elektřiny pro své provozovny nebo denní potřeby. Distribuční podniky obvykle poskytují různé tarify a smlouvy, které umožňují zákazníkům vybrat si optimální řešení pro své potřeby a zároveň maximalizovat úspory na elektřině.

První paralelní připojení

První paralelní připojení (PPP) je způsob připojení k distribuční síti elektřiny, kdy jsou využity dva nebo více vedení pro přenos elektřiny na straně zákazníka. V tomto případě jsou dvě nebo více vedení připojena k rozváděči a zajišťují distribuci elektřiny do objektu, kde jsou následně propojena do jednoho elektrického rozvodu. PPP se používá zejména v případech, kdy je potřeba zvýšit kapacitu přenosu elektřiny a zabezpečit tak bezproblémový provoz zařízení v objektu. Připojení k distribuční síti může být realizováno buď s PPP nebo s jedním vedením (jednofázové nebo trojfázové).

Vybrané mýty o solární energetice

Pokud se zajímáte o solární energetiku, tak je možné, že jste narazili (nebo teprve narazíte) na některé informace, které odrazují od pořízení fotovoltaické elektrárny. My si jich zde několik uvedeme i s patřičným komentářem:

1. Solární panely vyžadují častou odbornou péči a mají vysokou poruchovost. Stejně jako je tomu i u jiných elektrických zařízení, tak i pro solární panely platí, že pravidelná kontrola a případný servisní zásah jsou pro dobro věci. Stejně tak platí, že bezporuchové zařízení neexistuje. Poruchovost solárních panelů se však pohybuje v jednotkách procent. Solární panely bývají opatřeny samočistící vrstvou, která usnadní snadné opláchnutí běžných nečistot, jako jsou třeba pyly, prach či saze. A o takové opláchnutí se klidně postará déšť. VOLTIN navíc poskytuje záruku 25 let na lineární výkon solárního panelu.
2. Solární panely není možné recyklovat a zatěžují tak životní prostředí víc, než o kolik mu uleví. Jak jsme si řekli výše, pohybuje se životnost solárních panelů v desítkách let, což však neznamená, že je špatné již nyní myslet na jejich recyklaci. Avšak tvrzení, že je není možné recyklovat, je mylné. Solární panely tvoří z více než 90 % sklo a hliník, což jsou materiály, které se běžně recyklují. To platí například i pro další kovové součásti.
3. Solární elektrárna vám bude vyrábět elektřinu pouze v létě za slunečných dnů. Tuto obavu pusťte z hlavy, je to nesmysl. Solární panely vyrábí elektřinu, i když je obloha zatažená a venku zima, že by člověk ani nejhoršího nepřítele z domu nevyhnal. Budou jí samozřejmě produkovat méně, než by tomu bylo za slunečného dne, ale přesto svou práci nezastaví jen proto, že je venku ošklivě.
4. Hasiči nechají dům s fotovoltaikou shořet. Ne, hasiči opravdu netrpí nevysvětlitelným odporem k fotovoltaickým elektrárnám. Při hašení se řídí postupem daným metodickými listy, které Generální ředitelství Hasičského záchranného sboru ČR vydalo už v roce 2012 (také se říká, že ve skutečnosti jsou Hasiči doslova nadšený, když hoří nějaká solární elektrárna, proto na místo požáru spěchají, navíc po cestě ještě kontaktují další jednotky z okolních regionů, aby se také přijely podívat. V praxi tam pak je mnohem více hasičů, než byste čekali).

Jak vidíte, fotovoltaika je užitečná, dosažitelná a jedná se o investici, která se ve více směrech vyplatí. Potvrzují to i narůstající počty realizací solárních elektráren na rodinné domy, malé, střední, ale i ty největší průmyslové podniky. To vše navíc podpořeno vysokou státní dotaci, kterou znáte ještě před spuštěním realizace.

Shrnutí a doporučení, jak ušetřit za elektřinu

Solární elektrárny mají velký potenciál, který může významně přispět k výraznému snížení rodinného nebo firemního rozpočtu a menší závislosti na dodavatelích energií. Nejen, co se týká vzrůstajících cen, ale i v případě výpadků dodávek energií například po přírodních katastrofách. Obnovy dodávek energií po spadlém vedení často trvají v řádech dnů, když výrobní závod stojí jen pár hodin, může to způsobit nemalé ztráty. Tato rizika můžete pořízením solární elektrárny výrazně eliminovat.

Investujte do budoucnosti, pořiďte si solární elektrárnu na klíč, získejte státní dotaci až 205.000 Kč. Výrazně si snížíte náklady na elektřinu a svoji nemovitost zhodnotíte.

Kontaktujte společnost VOLTIN- experty na Fotovoltaické řešení, proberte Vaše možnosti a nechte si zaslat nezávaznou nabídku na vlastní solární elektrárnu pro Vaši firmu nebo na rodinný dům.

Vyplňte své kontaktní údaje, rádi Vám připravíme nezávaznou nabídku a probereme Vaše dotazy.

Nejnovější článek o Fotovoltaických elektrárnách.

Zdroj: VOLTIN BLOG, https://www.facebook.com/VOLTIN.cz, K&V ELEKTRO, goclimate.de

_{Klíčové pojmy: VOLTIN, Principy solárních elektráren a některé mýty, Nová zelená úsporám, Jak na rostoucí ceny elektřiny, Snížení nákladů za elektřinu, Mýty o solární elektrárně, VOLTIN poskytuje záruku 25 let na lineární výkon solárního panelu, Účinnost solárních panelů, Připojení k distribuční síti, První paralelní připojení}