Jak funguje solární elektrárna: Tajemství spočívá ve fotoelektrickém jevu
Datum vydání: 27. 5. 2020
Sluneční energie má jednu ohromnou výhodu – patří mezi obnovitelné zdroje a produkce elektřiny je takřka nevyčerpatelná. Jak však taková solární elektrárna funguje a utáhne celou domácnost?
Málokdo ví, že solární elektrárna není totéž, co termální kolektory. Elektrárna totiž produkuje elektřinu, zatímco kolektory teplo pouze sbírají a využívají jej na vytápění nebo ohřev vody. V článku vás seznámíme právě s fungováním solárních, neboli fotovoltaických, elektráren.
Domácí i velké solární elektrárny fungují na stejném principu
Když se řekne solární elektrárna, jako první si pravděpodobně představíte lesklé panely, od kterých se odráží slunce. Panely samotné se skládají z fotovoltaických článků, jejichž základem je polovodičová dioda.
Články jsou zpravidla z křemíku nebo arsenidu galia. Křemík je o něco levnější a dostupnější, arsenid pak účinnější. Na povrchu panelů naleznete antireflexní vrstvy, které eliminují odraz slunečního záření a tím i energetické ztráty.
Ve chvíli, kdy na diody dopadne sluneční záření, dochází k takzvanému fotoelektrickému jevu – čili reakci mezi protony a neutrony, kdy dojde k uvolnění elektronu a vzniku elektrického napětí. Jeden článek má sám o sobě mizivé napětí – jen 0,5 V – sériovým zapojením článků do sebe však napětí exponenciálně roste a vzniká elektrický proud. Na stejném principu fungují jak domácí, tak velké elektrárny, rozdíl je především v počtu solárních panelů.
Jak solární elektřinu uchovávat
Ve chvíli, kdy vznikne elektřina, slouží k okamžité spotřebě. Spotřebiče sice část energie využijí, ale zbytek zpravidla volně odtéká do sítě.
Pokud máte solární elektřinu doma a chcete elektřinu použít až například večer, potřebujete také akumulátor energie, neboli baterii, která se vždy v případě přebytku elektřiny nabije.
Nepřímým způsobem, jak energii uchovávat, jsou pak tepelné zásobníky. Přebytečná elektřina se zde za pomoci spirály okamžitě mění na tepelnou energii a uchovává se v podobě horké vody. Vodu z boileru lze dokonce využít nejen jako užitkovou, ale také na vytápění.
Utáhne solární elektrárna celou domácnost?
Výroba elektrické energie ze slunečního svitu je snadný jev a touto cestou může jít velká řada domácností. Využití sluneční energie vede k úsporám a je ekologické, nicméně množství elektřiny je vždy závislé na intenzitě slunečního záření a množství fotovoltaických článků. Nejoblíbenějším řešením je kombinace solární energie s odběrem elektřiny z distribuční sítě.
