Shrnutí: Proces výroby elektřiny v solárních elektrárnách je zcela ekologický, neznečišťuje životní prostředí a je jedním z nejúčinnějších obnovitelných zdrojů energie, které v současnosti existují. Jestliže vás zajímá, jak solární elektrárna funguje, tak jste na správném místě. V tomto článku popíšu také její výhody a nevýhody.
- Solární elektrárna čerpá energii čistě ze slunce. Ta se pak převádí na elektřinu
- Existují dva druhy solární elektrárny: Solární tepelná elektrárna a solární fotovoltaická elektrárna
- Mezi výhody solární elektrárny patří nízké náklady na provoz a údržbu, nevýhody spočívají v závislosti na počasí nebo v tom, že zabírají mnoho místa
Solární energie ve srovnání s energiemi vyráběnými z fosilních paliv nebo neobnovitelných zdrojů představují klíčový nástroj pro rozvoj nového dlouhodobě udržitelného modelu výroby, který je zcela ekologický.
V závislosti na systému fungování existují dva hlavní typy solárních elektráren:
- solární tepelné elektrárny
- solární fotovoltaické elektrárny.
Solární tepelná elektrárna
Solární tepelná elektrárna je zařízení určené k přeměně sluneční energie na elektřinu prostřednictvím konvenčního termodynamického cyklu. Na rozdíl od tepelných elektráren, které pracují s fosilními palivy, však solární tepelné elektrárny využívají zcela ekologický zdroj energie, jako je sluneční světlo. Technologie používaná k výrobě elektřiny se mírně liší v závislosti na typu solární tepelné elektrárny, o které hovoříme, ale její provozní systém je podobný.
Solární tepelná elektrárna soustřeďuje sluneční záření k ohřevu kapaliny s tepelně vodivými vlastnostmi a zvyšuje její teplotu, dokud se nepřemění na páru. Ta se pak přivádí do turbíny. Zde se tepelná energie přemění na mechanickou energii, která se přenáší do alternátoru, kde dochází k její konečné přeměně na elektřinu. Po dokončení termodynamického cyklu se pára vrací do kondenzátoru, kde znovu získá kapalné skupenství a proces se znovu opakuje.
Z hlediska účinnosti je důležité vzít v úvahu, že výkon solární tepelné elektrárny závisí na počtu hodin slunečního svitu a povětrnostních podmínkách. Proto mají tyto elektrárny také zásobník, který umožňuje získanou energii skladovat, aby ji bylo možné v případě potřeby využít.
Solární fotovoltaická elektrárna
Provoz solární fotovoltaické elektrárny je založen na fotonech a světelné energii slunečních paprsků. Typy solárních panelů používaných v těchto typech zařízení se rovněž liší. Zatímco solární tepelné elektrárny používají kolektory, fotovoltaické elektrárny používají panely tvořené fotovoltaickými solárními články vyrobenými z křemíku (monokrystalické nebo polykrystalické solární panely) nebo jiných materiálů s fotovoltaickými vlastnostmi.
Výhody solární energie
Čím více se nám podaří využít výhod solární energie, tím méně budeme závislí na fosilních palivech. Solární elektrárny mají tyto výhody:
Obnovitelný zdroj energie
Mezi všemi výhodami solárních panelů je nejdůležitější to, že solární energie je skutečně obnovitelným zdrojem energie. Lze ji využívat ve všech oblastech světa a je k dispozici každý den. Na rozdíl od některých jiných zdrojů energie nám solární energie nemůže dojít.
Sluneční energie bude dostupná tak dlouho, dokud budeme mít Slunce, proto nám bude sluneční světlo k dispozici nejméně 5 miliard let, kdy podle vědců Slunce zanikne.
Snižuje účty za elektřinu
Vzhledem k tomu, že část svých energetických potřeb budete pokrývat elektřinou, kterou váš solární systém vyrobil, klesnou vaše účty za energii. Kolik na účtech ušetříte, bude záviset na velikosti solárního systému a vaší spotřebě elektřiny nebo tepla.
Pokud jste například podnikatel, který používá komerční solární panely, může mít tato změna obrovské výhody, protože velká velikost systému může pokrýt velkou část vašich účtů za energii.
Navíc nejenže ušetříte na účtech za elektřinu, ale existuje také možnost získat platby za přebytečnou energii, prodejem elektřiny energetické společnosti, v případě, že vyrobíte více elektřiny, než spotřebujete.
Různorodé aplikace
Solární energii lze využít k různým účelům. Můžete vyrábět elektřinu (fotovoltaika) nebo teplo (solární termální energie). Sluneční energii lze využít k výrobě elektřiny v oblastech bez přístupu k energetické síti, k destilaci vody v oblastech s omezenými zásobami čisté vody a k napájení družic ve vesmíru.
Solární energii lze také integrovat do materiálů používaných v budovách. Společnost Sharp před nedávnem představila průhledná okna využívající sluneční energii.
Nízké náklady na údržbu
Solární systémy obecně nevyžadují velkou údržbu. Stačí je udržovat v relativní čistotě, takže čištění několikrát ročně postačí. V případě pochybností se vždy můžete spolehnout na specializované čisticí firmy, které tuto službu nabízejí za ceny od přibližně od 35 Kč za m2.
Většina spolehlivých výrobců solárních panelů nabízí záruku 20-25 let.
Protože navíc nemají žádné pohyblivé části, nedochází k jejich opotřebení. Střídač je obvykle jedinou součástí, kterou je třeba po 5-10 letech vyměnit, protože nepřetržitě pracuje na přeměně solární energie na elektřinu a teplo (fotovoltaika vs. solární termální energie). Kromě střídače potřebují údržbu také kabely, aby váš solární systém pracoval s maximální účinností.
Po pokrytí počátečních nákladů na solární systém tedy můžete očekávat velmi malé výdaje na údržbu a opravy.
Vývoj technologií
Technologie v oblasti solární energetiky se neustále vyvíjejí a jejich zlepšování se bude v budoucnu zintenzivňovat. Inovace v oblasti kvantové fyziky a nanotechnologií mohou potenciálně zvýšit účinnost solárních panelů a zdvojnásobit, nebo dokonce ztrojnásobit elektrický příkon solárních systémů.
Nevýhody solární elektrárny
Vysoké počáteční náklady
Počáteční náklady na pořízení solárního systému jsou poměrně vysoké. Zahrnuje platbu za solární panely, střídač, baterie, kabeláž a instalaci. Nicméně solární technologie se neustále vyvíjejí, takže lze předpokládat, že ceny v budoucnu klesnou.
Závislost na počasí
I když lze solární energii získávat i během zamračených a deštivých dnů, účinnost solárního systému klesá. Solární panely jsou závislé na slunečním světle, aby mohly efektivně shromažďovat sluneční energii. Proto může mít několik zamračených a deštivých dnů na energetický systém znatelný vliv. Měli byste také vzít v úvahu, že solární energii nelze shromažďovat v noci.
Na druhou stranu, pokud požadujete, aby vaše řešení ohřevu vody fungovalo i v noci nebo v zimním období, jsou termodynamické panely alternativou, kterou je třeba zvážit.
Skladování solární energie je drahé
Solární energii je třeba využít okamžitě, nebo ji lze skladovat ve velkých bateriích. Tyto baterie, používané v solárních systémech mimo síť, lze nabíjet během dne, aby se energie využila v noci. To je dobré řešení pro celodenní využívání solární energie, ale je také poměrně drahé.
Ve většině případů je rozumnější využívat solární energii pouze přes den a v noci odebírat energii ze sítě (to lze pouze v případě, že je váš systém připojen k síti). Naštěstí je vaše potřeba energie obvykle vyšší během dne, takže většinu z ní můžete pokrýt solární energií.
Využívá hodně místa
Čím více elektřiny chcete vyrábět, tím více solárních panelů budete potřebovat, protože chcete shromáždit co nejvíce slunečního světla. Solární fotovoltaické panely vyžadují hodně místa a některé střechy nejsou dostatečně velké, aby se na ně vešel počet solárních panelů, které byste chtěli mít.
Alternativou je instalovat některé panely na dvoře, ale musí mít přístup ke slunečnímu světlu. Pokud nemáte prostor pro všechny panely, které jste chtěli, můžete se rozhodnout pro instalaci menšího počtu, abyste i tak uspokojili část své energetické spotřeby.
Souvisí se znečištěním
Přestože je znečištění spojené se solárními systémy ve srovnání s jinými zdroji energie mnohem menší, může být solární energie spojena se znečištěním. Doprava a instalace solárních systémů jsou spojeny s emisemi skleníkových plynů.
Při výrobě solárních fotovoltaických systémů se také používají některé toxické materiály a nebezpečné výrobky, které mohou nepřímo ovlivňovat životní prostředí.
Nicméně solární energie znečišťuje životní prostředí mnohem méně než jiné alternativní zdroje energie.
Často kladené dotazy
❓Fungují solární panely i v zimě?
Častým mýtem je, že solární panely v zimě nefungují, ale naopak, nízká teplota obvykle zvyšuje výkon solárních panelů. Bílý sníh může také odrážet světlo a pomáhat zlepšovat výkon fotovoltaických panelů. Zima poškodí solární produkci pouze v případě, že jsou panely pokryty sněhem.
❓Je potřeba solární panely čistit?
Vždy dávejte pozor na nečistoty na solárních panelech, aby se na nich netvořily, protože bez nečistot mohou lépe absorbovat sluneční světlo. Mnoho lidí se ptá, zda solární panely potřebují čištění? – Odpověď zní ano. V závislosti na typu panelu, který máte, můžete solární panely čistit jednou týdně nebo jednou měsíčně.
❓V jakou denní dobu fungují solární panely nejlépe?
Nejlepší denní doba pro využití elektřiny vyrobené ze slunečního záření je uprostřed dne, kdy je slunce nejsilnější, obvykle mezi 9. a 15. hodinou. Tato doba se může lišit v závislosti na orientaci a sklonu vašich panelů, ale také na místě, kde žijete, a na ročním období.
Užitečné odkazy:
Jak fungují solární panely v zimě [ENG] – energygain.co.uk
Zásoby solární energie [ENG] – energy.gov
Optimalizace solárních panelů a energie [ENG] – solaranalytics.com
