Solární kolektory jsou nejvýznamnější součástí systému pro přeměnu sluneční energie na elektřinu. Vzhledem k tomu, že ceny elektřiny získané konvenční výrobou z fosilních paliv neustále rostou, roste zájem o alternativní způsoby získávání energie. „Zelená“ energie získaná z obnovitelných zdrojů, je stále zajímavější z důvodu ceny i přínosu pro životní prostředí a zdraví. Investice do solárních panelů, které byste mohli instalovat na střechu svého domu, by se vám vrátila za 7-8 let a umožnila by navíc částečnou nebo úplnou nezávislost na veřejné infrastruktuře.

1. Co je sluneční energie?

Solární energie je využitelná energie produkovaná Sluncem, kterou používáme ve formě elektřiny nebo tepla. Solární energie se získává různými způsoby; nejčastěji fotovoltaickými kolektory, které přeměňují sluneční paprsky na elektrický proud. Kromě výroby elektřiny se sluneční energie používá také k vytápění budov a vody.

1.1. Jak funguje sluneční energie?

K získání solární energie jsou zapotřebí panely nebo moduly složené z vrstev křemíkových článků, kovových (hliníkových) rámů, skleněných pouzder a kabelů, které přenášejí elektřinu z článků. Křemík je polokovový prvek s vodivými vlastnostmi, proto může přijímat sluneční energii a přeměňovat ji na elektřinu. Když slunce svítí na křemík, pohybují se v něm elektrony nastává tak tok elektrického proudu. Toto je ve vědě známé pod názvem „fotovoltaický efekt“. Věda o výrobě elektřiny pomocí solárních kolektorů je založena právě na něm. Byl objeven již v roce 1839 francouzským fyzikem Alexandre-Edmondem Becquerelem. Tento efekt je v podstatě vlastnost určitých materiálů, polovodičů, k vytvoření toku proudu při vystavení slunečnímu záření. Fotovoltaický proces probíhá takovým způsobem, že křemíkový solární článek absorbuje sluneční záření a elektrony v něm se začínají pohybovat. Takzvaný excitovaný stav elektronu vytváří tok elektrického proudu, který je přenášen kabely do zařízení zvaného střídač. Do střídač vstupuje proud stejnosměrný (DC) a vychází z něj dál jako proud střídavý (AC).

1.2. Náklady na elektřinu

Úměrně se zvýšením účinnosti solárních kolektorů se také snížily náklady na solární energii. Jen v posledním desetiletí je snížení přibližně 60% a odborníci odhadují, že tento trend bude pokračovat. Stále více zemí se rozhoduje poskytovat subvence, což dále ovlivňuje růst poptávky a produkce. Po celém světě je stále více daňových úlev pro investice do solárních kolektorů k dispozici všem zájemcům o tzv. zelenou energii a někde dosáhnou až 30% nákladů na instalaci solárního systému.

1.3. Solární energie je obnovitelný zdroj

Sluneční energie je čistá, levná a obnovitelná forma energie, kterou lze používat na celé planetě. Každý bod naší planety, do kterého se dostane sluneční světlo, je potenciálně místem, ve kterém se dá vyrábět solární energie. Je to pravděpodobně nevyčerpatelný zdroj a bude trvat, dokud bude trvat i Slunce. Právě těmito nevyčerpatelnými zdroji se zabývají technologie výroby a využívání obnovitelné energie. Porovnejte například výrobu elektřiny z obnovitelných zdrojů s výrobou fosilních paliv. Těžení ropy, zemního plynu a uhlí trvá stovky let a pokaždé, když se jeden z těchto zdrojů masově používá k výrobě elektřiny, jsme o krok blíž k jejich vyčerpání. Využívání obnovitelné energie - větru, slunce a vody - však tyto zdroje nikterak nevyčerpává. Slunce bude navždy (nebo alespoň na velmi dlouhou dobu) osvětlovat zemský povrch a přeměna světla na elektřinu Slunce nikterak nevyčerpá. Přestože se elektřina v současnosti vyrábí z různých surovin po celém světě a stále je z velké části založena na fosilních palivech, jako je ropa a plyn, obnovitelné zdroje energie, jako je ta solární, se stávají rostoucí částí energetického profilu, protože náklady na solární technologie jsou vysoce konkurenceschopné.

1.4. Kde se využívá sluneční energie?

Rychlé šíření technologií výroby a využívání solární energie vedlo také k růstu v dalších oblastech. Lze dokonce říci, že dva průmysly - solární akumulační technologie a elektrická vozidla - postupují současně rychlostí světla. Jelikož solární články vyrábějí elektřinu pouze ve slunečných obdobích, skladování takto získané energie pro pozdější použití se stává stále větší výzvou. Navíc, různá řešení pro skladování se objevují v různých úrovních fungování fotovoltaické elektrárny a nabízejí řadu dalších výhod, od energetické spolehlivosti až po nižší náklady. Dalším příkladem jsou elektrická vozidla. S nižšími náklady na údržbu a na palivo a méně škodlivými dopady na životní prostředí se ve srovnání se spalovacími motory stávají elektrická vozidla stále důležitější součástí automobilového průmyslu. Solární energie jedním z nejlevnějších, nejspolehlivějších a nejčistších způsobů napájení a je s právem považována za energii budoucnosti.

1.5. Výhody solární energie

Existuje řada důvodů, proč se majitelé domů rozhodují pro solární energii. Mezi nejběžnější patří ochrana životního prostředí a vlastního zdraví, snížení nákladů a navýšení hodnoty nemovitostí. Takzvaná zelená energie nejenže snižuje náklady na vytápění a chlazení, ale také četné výdaje spojené s používáním a údržbou zařízení, snižuje koncentraci oxidu uhličitého, skleníkový efekt atd. Ať už jsou vaše důvody osobní, environmentální nebo finanční, zde je našich 10 důvodů proč zvolit solární energii.

1.5.1. Menší účty za elektřinu

Bez ohledu na to, zda jste vlastníkem bytu, domu, firmy nebo neziskové organizace, je vám jasné, že účty za elektřinu jsou tučnou součástí vašich měsíčních výdajů. Se systémem solárních kolektorů byste dostali bezplatnou elektřinu po dobu zaručeného cyklu 25 let a možná ještě více, pokud vám zařízení vydrží. Možná se vám nepodaří vyrobit veškerou energii, která je pro chod vašeho zařízení nezbytná, ale složenky budou rozhodně vypadat lépe.

1.5.2. Solární kolektory jsou vratná investice

Na solární kolektory není potřeba hledět jako na výdaj, ale na jednu z nejlepších dlouhodobých investic. Lze je srovnávat pouze s dluhopisy a akciemi. Majitel průměrného zařízení prostřednictvím úspor vrátí investice za 7-8 let s návratností 10 % a více.

1.5.3. Ochrana před rostoucími náklady

Za posledních deset let rostly ceny elektřiny pro soukromé zákazníky v průměru tempem 3 % ročně. Investováním do solárního energetického systému byste se chránili před různými nepředvídatelnými faktory a rozmary trhu. Zakoupením a instalací solárního zařízení byste si zajistili předvídatelnou a přesnou kontrolu spotřeby a výdajů.

1.5.4. Zvyšte hodnotu své nemovitosti

Četné studie ukazují, že nemovitosti s nezávislými zdroji energie na trhu mají vždy vyšší hodnotu a rychleji se prodávají. Kupující si stále více uvědomují výhody a jsou o tomto tématu stále více informováni, takže zvýšená poptávka po takových nemovitostech bude určitě pokračovat.

1.5.5. Energetická nezávislost

Slunce je téměř neomezeným zdrojem energie a rozhodně klíčovým faktorem energetické nezávislosti v dlouhodobých plánech každé země. Rozšířením možností výroby a využití solární energie by bylo teoreticky možné dosáhnout úplné nezávislosti na systémech závislých na fosilních palivech.

1.5.6. Vytváření pracovních míst a pomoc místní ekonomice

Průmysl solárních produktů vytváří pracovní místa rychleji než jiná odvětví hospodářství a toto je trend, který bude určitě pokračovat.

1.5.7. Ochrana životního prostředí

Solární energie je skvělý způsob, jak snížit koncentraci oxidu uhličitého. Předpokládá se, že obytné budovy produkují asi 1/3 emisí oxidu uhličitého a větší využití zelené energie by tento podíl mohlo snížit. Výpočty ukazují, že standardní systém solárních kolektorů pro domácnosti „šetří“ množství oxidu uhličitého, které se rovná výsadbě 100 stromů každý rok.

1.5.8. Pochlubte se svým vztahem k životnímu prostředí

Udržitelnost a společenská odpovědnost jsou důležitými prvky naší kultury a hodnot. Spotřebitelé a různé sociální komunity stále více uznávají a odměňují firmy, které se rozhodly podnikat zodpovědně. Firmy věří, že „zelené“ certifikáty jsou pro spotřebitele dnes důležité, a je fakt, že se stále více zákazníků rozhoduje nakupovat od těchto výrobců, což vytváří lepší ekonomické klima a zlepšuje jejich obchodní výsledky.

1.5.9. I vaši zaměstnanci budou spokojení

Vzhledem k tomu, že zaměstnanci jsou současně spotřebiteli, projevují rostoucí sympatie k „zelenému“ povědomí svých zaměstnavatelů. V tomto smyslu jsou zaměstnanci spokojeni s každým přínosem svých firem pro přírodu. Společnosti, které se starají o svou komunitu a životní prostředí, mají obecně nižší míru fluktuace, věrnější zaměstnance a vyšší úroveň morálky.

1.5.10. Staňte se konkurenceschopnými

Společnosti stále více rozpoznávají sociální a ekonomické výhody solární energie. Když se prví zákazníci rozhodnou z tohoto důvodu přejít ke konkurenci, mnozí se rozhodnou prozkoumat možnosti, které nabízí využití sluneční energie, a zůstat tak konkurenceschopní.

2. Vyberte si kvalitního dodavatele

2.1. Profesionalita a zaměření

Hledaný dodavatel se musí úzce specializovat na instalaci solárních systémů.

2.2. Licence, záruky, pojištění

Poskytovatelé solárních systémů by měli mít všechny potřebné certifikáty a pojištění. Záruka na instalaci je obvykle 1-10 let.

2.3. Zkušenosti

Výroba solární energie je rostoucí odvětví, které přitahuje odborníky z různých oborů. Dodavatelé, kteří se dříve zaměřovali na jiné typy projektů, nyní přeorientovávají svou praxi na oblast instalací solárních systémů. Při výběru uchazeče se ujistěte, že máte s takovými projekty zkušenosti. Podívejte se na jeho reference a dokončené projekty.

3. Typy panelů

Při zvažování instalace solárních kolektorů / panelů byste měli porovnávat cenu, estetiku a energetickou účinnost. I když se jedná o důležité faktory, pro všechny tři je zásadní jedno - typ solárních kolektorů, který si vyberete. Typ závisí na tom, kolik bude jejich výroba a instalace stát, a také na tom, jak budou panely vypadat na vaší střeše. Existují tři typy solárních kolektorů a každý má své výhody a nevýhody. Které solární kolektory jsou pro vás to pravé, závisí na konkrétních podmínkách a vašich přáních a očekáváních. Solární panely se dělí na monokrystalické, polykrystalické a tenkovrstvé. Každý z těchto typů je vyroben jedinečným způsobem, má jiné vlastnosti a odlišný vzhled.

3.1. Monokrystalické solární panely

Jedná se o nejstarší typ solárních panelů. Jsou vyrobeny z asi 40 monokrystalických solárních článků. Tyto solární články jsou vyrobeny z čistého křemíku. Ve výrobním procesu (podle Czochralského metody) jsou krystaly křemíku ponořeny do roztaveného křemíku. Krystaly se poté pomalu rozpínají, takže roztavený křemík kolem nich zůstává jako pevná krystalická skořápka, nazývaná ingot. Ingoty jsou pak krájí na tenké plátky. Plátky se umístí do článků a poté se buňky sestaví a vytvoří se solární panely. Monokrystalické solární panely jsou černé díky interakci s čistým křemíkem. I když jsou buňky vždy černé, existují různé barvy a modely podpěr a rámů. Monokrystalické buňky mají tvar čtverce se zkosenými rohy, takže mezi jednotlivými buňkami jsou malé mezery.

3.2. Polykrystalické solární panely

Polykrystalické solární panely jsou novějšího data a jejich popularita a účinnost rychle rostou. Stejně jako monokrystalické i polykrystalické články jsou vyrobeny z křemíku. Polykrystalické články jsou však vyrobeny z roztavených fragmentů krystalů křemíku. Během výrobního procesu jsou krystaly křemíku ponořeny do roztaveného křemíku. Místo toho, aby se pomalu extrahovaly jako monokrystaly, mohou se rozpadat, tát a ochladit. Když se nové krystaly ochladí ve formách, rozdrcený křemík se rozřeže na tenké plátky na polykrystalické solární plátky. Tyto plátky jsou sestaveny tak, aby vytvořily polykrystalickou desku. Polykrystalické buňky jsou modré díky způsobu, jakým odrážejí sluneční světlo. Sluneční světlo se od fragmentů křemíku odráží jinak než v buňkách čistého křemíku. Obvykle jsou podpěry a rámy panelů stříbrné, ale není to pravidlo. Buňky mají čtvercový tvar mezi rohy buněk nejsou žádné mezery.

3.3. Tenkovrstvé solární panely

Představují nový krok v průmyslu solárních modulů. Je pro ně charakteristické, že nemusí být nutně vyrobeny z křemíku. Mohou být vyrobeny z různých materiálů, včetně teluridu kadmia (CdTe), amorfního křemíku (a-Si) a Selenidu india galia měďnatého (CIGS). Tyto solární články jsou vytvořeny umístěním hlavního materiálu mezi tenké desky z vodivého materiálu s vrstvou ochranného skla. Přestože panely a-Si obsahují křemík, je to křemík nekrystalický a je potažen sklem. Jak název napovídá, tenkovrstvé panely jsou snadno rozpoznatelné podle tenkého profilu. Tyto desky jsou asi 350krát tenčí než desky s křemičitými plátky. Rámy těchto modulů jsou ale někdy velké, a proto se celý systém podobá monokrystalickým nebo polykrystalickým panelům. Tenkovrstvé solární panely mohou být černé nebo modré, v závislosti na materiálu, ze kterého jsou vyrobeny.

4. Instalace a údržba

4.1. Části sluneční soustavy

Solární systémy se skládají z kolektoru nebo modulu, nosného a upevňovacího systému a střídače proudu s digitálním ovládáním. Solární články produkují stejnosměrný proud ze slunečního záření. Střídač přeměňuje vyrobenou elektřinu na proud střídavý, aby ji bylo možné použít v domácnosti. Počítačový program dnes řídí celý solární systém a zajišťuje optimální provoz. Pokud chcete systém nezávislý na síti, je nutné mít i baterie.

4.2. Proces instalace solárních kolektorů

Solární panely se obvykle instalují na střechu. Většina střech splňuje požadavky na instalaci - základní věcí je, aby panely byly vystaveny největšímu možnému množství slunečního záření.

Pokud instalace na střechu z jakéhokoliv důvodu není možná, mohou být solární panely nainstalovány i na zem. Musíte se jen ujistit, že v okolí nejsou žádné překážky, které by narušovaly průnik slunečních paprsků.

Kroky pro instalaci solárních kolektorů na střechu:

1. Nejprve musíte nainstalovat lešení, abyste zajistili bezpečnost práce, během doby, kdy jste na střeše.

2. Dalším krokem je instalace upevňovacího systému a držáků solárních kolektorů. Celá konstrukce by měla být nakloněna pod úhlem 18°-36°, aby byla zajištěna maximální expozice slunečnímu záření.

3. Po instalaci držáků solární panely namontujete na prefabrikovanou konstrukci. Pevně ​​utáhněte všechny šrouby a matice, aby byly naprosto stabilní.

4. Dalším krokem v procesu je uspořádání elektrické instalace. Ve většině případů se používají konektory MC4, které jsou vhodné pro všechny typy solárních kolektorů. Během instalace kabeláže nezapomeňte vypnout napájení!

5. Další na řadě je připojení střídače. Obvykle se instaluje poblíž hlavní desky a může se nacházet jak uvnitř, tak venku. Jsou účinnější, pokud jsou venku, ale měly by být chráněny před sluncem. Pokud jsou instalovány v interiéru, nejlépe je postavit je v garáži, spíži nebo v jiné pomocné místnosti, které zůstávají po většinu roku chladnější a mohou se dobře větrat.

6. Když je střídač nainstalován, měl by být připojen k baterii. Baterie vám ušetří starosti kvůli menší produkci energie v obdobích, kdy je na obloze méně nebo vůbec žádné slunce.

7. Předposledním krokem je zapojení převaděče do elektrické zásuvky. Musí také existovat měřič, který řídí množství vyrobené a použité elektřiny. Funkci solárního systému můžete zkontrolovat pomocí počítače, mobilu, nebo jiného chytrého zařízení. Můžete například zkontrolovat, kolik elektřiny se vyrábí v různých ročních obdobích a částech dne, a rozhodnout se, kdy je nejlepší použít velké spotřebitele, například pračku nebo myčku.

8. Posledním krokem je zapnutí a testování nově instalovaného solárního systému. Tímto je dokončen proces instalace solárních kolektorů.

4.3. Údržba solárních kolektorů

Protože nemají žádné pohyblivé a choulostivé části, solární kolektory vyžadují velmi malou údržbu. Měly by být kontrolovány několikrát ročně, aby se odstranily případné nečistoty. Je důležité, aby panely byly čisté a aby jim nic (koruna stromu, satelit, přístřešek…) nebránilo účinně absorbovat sluneční záření. Před čištěním panelů se poraďte s montážním technikem o podmínkách záruky. Někteří výrobci solárních kolektorů mohou zrušit platnost záruky, pokud kolektory budete čistit svépomoci a neodborně. Pokud takovou smlouvu nemáte, můžete k čištění použít běžnou zahradní hadici. Nejlepší čas na čištění je ráno nebo večer, jelikož se vyhnete vedru. Na horké panely nikdy nestříkejte studenou vodu, protože by se mohly poškodit! Pokud panely vyžadují další čištění, zkuste měkkou houbu a jemný saponát. Můžete si také najmout specializovanou servisní službu. Ta se doporučuje, pokud jsou panely umístěny příliš vysoko nebo vyžadují důkladnější čištění. Zajistěte, aby byl celý systém pečlivě zkontrolován každých 4–6 let.