* Solární Panely

LIVING 2021   …bydlení, budování, materiály, inspirace

| stavba | solární energie | inspirace |

Fotovoltaika

Rozdíl mezi monokrystalickými a polykrystalickými solárními panely

Protože monokrystalické solární články jsou vyrobeny z jednoho krystalu křemíku, elektrony mohou článkem snadněji proudit, a proto je účinnost fotovoltaických článků vyšší než u jiných typů solárních panelů.

Vyšší účinnost monokrystalických solárních panelů znamená, že k dosažení daného výkonu potřebují méně místa. Monokrystalické solární panely tedy obvykle mají vyšší jmenovitý výkon než polykrystalické nebo tenkovrstvé moduly.

Jinými slovy, k výrobě stejného množství energie, jaké by měl například větší počet polykrystalických solárních panelů, byste ve svém solárním systému potřebovali méně monokrystalických solárních panelů. Díky tomu jsou monokrystalické solární panely ideální pro lidi s omezeným prostorem na střeše.
 

Monokrystalické solární panely

Monokrystalické solární panely jsou nejpoužívanější pro solární instalace v domácnostech.

Výroba

Monokrystalické solární panely mají svůj název podle způsobu výroby. Každý z jednotlivých solárních článků obsahuje křemíkovou destičku, která je vyrobena z jednoho krystalu křemíku. Tento monokrystal se vytváří Czochralského metodou, při níž se do nádoby s roztaveným čistým křemíkem při vysoké teplotě vloží „semenný“ krystal.

Toto jádro se pak vytáhne nahoru a roztavený křemík se kolem něj zformuje, čímž vznikne jeden krystal. Tento velký krystal, nazývaný také ingot, se pak rozřeže na tenké plátky, které se používají k výrobě solárních článků.

Monokrystalický fotovoltaický panel obvykle obsahuje 60 nebo 72 solárních článků, v závislosti na velikosti panelu. Ve většině instalací v domácnostech se používají monokrystalické křemíkové panely s 60 články.

Cena monokrystalických solárních panelů

Vzhledem ke způsobu výroby monokrystalických panelů je jejich cena vyšší než u jiných typů solárních fotovoltaických panelů. Hodnocení jejich vysoké účinnosti a jmenovitého výkonu také zvedá cenu. Většina prémiových solárních panelů, jako je řada SunPower X a panely LG NeON, je monokrystalická.

Podle americké národní laboratoře Lawrence Berkeley se monokrystalické solární panely prodávají přibližně o 0,05 dolaru za watt dráž než polykrystalické moduly. Se zdokonalováním solární technologie a výroby se cenový rozdíl mezi polykrystalickými a monokrystalickými panely zmenšuje.
 

Polykrystalické solární panely

Polykrystalické panely, někdy označované jako multikrystalické panely, jsou oblíbené mezi majiteli domů, kteří chtějí instalovat solární panely s omezeným rozpočtem.

Polykrystalické křemíkové fotovoltaické články obvykle nemají odříznuté rohy, takže na přední straně panelu neuvidíte velká bílá místa, která jsou vidět u monokrystalických panelů.

Způsob jejich výroby způsobuje, že panely mají modrou barvu, což někteří lidé považují za vadu na kráse. Výrobní proces také způsobuje, že jsou méně účinné než monokrystalické panely.

Výroba

Polykrystalické solární články se vyrábějí stejně jako monokrystalické panely – do roztaveného oxidu křemičitého se vloží krystal. Místo vytažení krystalu křemíku se však ochladí celá křemíková nádoba. Tento proces ochlazování způsobí, že se vytvoří více krystalů.

Tyto vícenásobné krystaly způsobují, že panely mají „mramorovaný“ modrý vzhled. Stejně jako monokrystalické panely obsahují i polykrystalické panely 60 nebo 72 článků. 

Výkon

Více křemíkových krystalů v každém solárním článku ztěžuje tok elektronů. Díky této krystalické struktuře je míra účinnosti polykrystalických panelů nižší než u monokrystalických panelů. Hodnoty účinnosti polykrystalických panelů se obvykle pohybují od 15 % do 17 %.

Díky novým technologiím se však nyní polykrystalické panely svou účinností mnohem více blíží monokrystalickým solárním panelům, než tomu bylo v minulosti.

Zlepšení kvality také pomohlo posunout standardní 60článkové polykrystalické panely z 240 wattů na více než 300 wattů. 

Cena

Výroba polykrystalických solárních panelů je levnější než výroba monokrystalických panelů, což jim umožnilo vytvořit významný podíl na trhu s instalacemi v domácnostech.

I když jsou polykrystalické solární panely stále levnější než monokrystalické panely, dnes to již není takový cenový rozdíl. To a navíc jejich nižší výkon způsobil, že se postupem času stále více lidí rozhoduje pro pořízení monokrystalických solárních fotovoltaických panelů.

Tenkovrstvé flexibilní solární panely

Tenkovrstvé solární panely jsou obvykle lehké a flexibilní, takže se snadno instalují, nejsou ale příliš odolné vůči poškození.
Jsou mnohem méně účinné oproti monokrystalickým a polykrystalickým solárním panelům.

Ačkoli se jedná o inovativní technologii, tenkovrstvé solární panely nejsou nejlepší volbou pro domácí solární elektrárny.

Obvyklá účinnost dostupných panelů je maximálně 10–13%.

Tenkovrstvé panely mají také kratší životnost než jiné typy solárních panelů. Protože rychleji degradují.

Zdroje: Wikipedia, Solar Reviews

Malá domácí solární elektrárna

Jaké komponenty a součástky jsou potřeba na zapojení malé fotovoltaické elektrárny?

• Solární / fotovoltaiclé panely 
• Solární regulátor (nejlépe MPPT)
  MPPT regulátor pracuje jako měnič, to znamená, že vyšší vstupní napětí a nižší proud dokáže zpracovat na nižší napětí/ zvýší proud
• Měnič napětí (střídač)
  mění DC stejnosměrný proud z baterie o napětí 12V (24V) na střídavý proud o napětí 220V
• Držáky solárních panelů
• Pojistný odpojovač
  Pojistný odpínač se instaluje na kabel od plusového pólu baterie a to co nejblíže baterii
• Jističe
• Kabely

Kalkulačka hodnot hlavních komponentů

panely, solární regulátor, baterie,měnič napětí

Hledal jsem na internetu zdroje informací a schéma zapojení všech komponent pro solární panely: MPPT solární regulátor, baterie, jističe..
Nejsem elektrikář, který si vše dokonale spočítá a tak jsem hledal i nějaký kalkulátor pro zjištění hodnot všech potřebných dílů skládačky.
Nakonec jsem našel celkem vyhovující kalkulačku pro hrubý výpočet systému. 

Do kalkulačky se zadají hodnoty jednotlivých používaných spotřebičů (waty/hodiny) a spočítá se celková požadovaná spotřeba a tedy potřebný výkon fotovoltaického systému. 

Po zadání druhu baterie (AGM, FLA nebo Lithium), kalkulačka spočítá její potřebnou kapacitu akumulátoru (Ah ,Wh) s nastavením rezervy maximálního vybití. 

Dále zvolíte druh solárního regulátoru PWM či MPPT* 

Zadáte odhad průměrného počtu slunečních hodin za den

Kalkulačka vypočítá jaký je minimální potřebný výkon solárního regulátoru v ampérech. (např. 30A) a doporučí minimální výkon měniče napětí. 

Nakonec vám kalkulátor solárního systému ukáže přehledné shrnutí dat a nabídne je k tisku.

Kalkulačka kapacity jednotlivých komponentů potřebných pro sestavení of-grid systému:  
parkedinparadise.com/solar-calculator/

Na stejné stránce najdete schéma zapojení jednotlivých komponentu fotovoltaické elektrárny, další informace a odpovědi na běžné otázky.

To vše je krásně v angličtině aby tomu rozuměla většina populace planety Země. Kdo z nějakého důvodu nezvládá základy angličtiny, použije překlad stránky překladačem GoogleTranslate.

* Solární regulátory MPPT a PWM

Informace od výrobce solárních regulátorů EPsolar / EPever (v češtině na: epsolar.cz)

MPPT – jsou moderní solární regulátory, které oproti PWM dosahují o cca 30% většího energetického výnosu ze solárního panelu.
MPPT regulátor pracuje jako měnič, to znamená, že vyšší vstupní napětí a nižší proud dokáže zpracovat na nižší napětí/ zvýší proud a to s vysokou účinností.
Lze tedy použít jakýkoliv solární panel a propojovat panely do série.
(limitní je pouze maximální vstupní napětí od panelů 100V, 150 nebo 200V dle modelu regulátoru).

Schéma zapojení malé fotovoltaické elektrárny

 
Instruktážní videa na youtube: youtube.com/watch?v=pZi4Bh6kYQM

Zkušební případ zapojení solárního panelu na mém obytném přívěsu:

Baterie minimálně: 200Ah 12V (dvě baterie po100Ah)
Solární panel minimálně: 220W 
Solární regulátor, nabíječ: 25A
Měnič napětí (střídač) : 800W

** Osobně zvolím jeden panel s výkonem 310 až 400 Wp, rezerva pro špatné počasí a případnou neideální polohu stání, stíny atd.
** Potřebné ampéry pro solární regulátor ještě přepočítám pro případ že dokoupím ještě jeden další solární panel.

Vždy je dobré uvažovat s větší rezervou a myslet na budoucnost, kdy bude třeba více spotřebičů a počítat s možnou potřebou přikoupení dalšího fotovoltaického panelu. Akumulátory i soláry se dají společně zapojovat a tak zvyšovat jejich kapacitu, ale solární regulátor by měl být už pořízen s dostatečnou rezervou.

AC/DC

• AC = Alternating Current = střídavý proud
• DC = Direct Current = stejnosměrný proud

NaCaj6816

Další články nacaj.cz: 

• Solární energie
• Fotovoltaika: Solární panely: typy solárních panelů
• Pasívní solární systém k ohřevu vzduchu a akumulaci tepla
• Architektura – bydlení – inspirace
• Kvalitní webhosting v Čechách za dobrou cenu
• HP Pavilion 15-cw, notebook který se nepovedl