Fotovoltaika

Fotovoltický jav bol objavený v roku 1839 Edmundom Bequerelom, ktorý si všimol, že pôsobením slnečného žiarenia je pri určitých elektrochemických konfiguráciách možné vyrábať elektrickú energiu. Fotovoltický jav sa však začal využívať pre priamu premenu energie slnečného žiarenia na elektrickú energiu až v roku 1954. Prvý fotovoltacký modul bol postavený spoločnosťou Bell Laboratories v roku 1954. Bol označovaný ako solárna batéria a šlo viac menej len o zaujímavosť, keďže výroba bola príliš drahá pre bežné použitie. V roku 1960 začal kozmický priemysel prvý krát používať technológie na výrobu energie na palube kozmickej lode. Prostredníctvom vesmírnych programov technológia napredovala, získavala na spoľahlivosti a náklady začali klesať. Počas energetickej krízy v roku 1970, získala fotovoltická technológia uznanie ako zdroj energie pre nevesmírne aplikácie. Fotovoltika sa v súčasnej dobe veľmi rýchlo rozvíja nielen po technickej stránke, veľký pokrok zaznamenáva aj na svetových trhoch. Percento ktorým sa podieľa na výrobe energie zatiaľ nie je veľké, ale príklady z krajín kde je tento perspektívny druh energie podporovaný ukazujú, že tento stav sa môže veľmi rýchlo zmeniť, o to viac že technický pokrok nás čoraz v kratších intervaloch prekvapuje svojimi podivuhodnými výsledkami. Fotovoltický systém pracuje automaticky, bez obsluhy a veľkých nárokov na údržbu.

Fotovoltaické články sa spájajú do panelov, v ktorých sú navzájom  poprepájané a chránené  skleneným krytom. Čím je plocha panelu a intenzita žiarenia väčšia, tým väčší prúd nimi tečie. Výkon panelov sa vyjadruje hodnotou tzv.  špičkového  výkonu  (Wp),  čo  je  výkon  zariadenia  pri definovaných podmienkach pri intenzite slnečného žiarenia   1 000 W/m2  a  pri  teplote 25 °C.  Tieto podmienky sa  dosahujú  za  dobrého  počasia,  keď sa Slnko nachádza v najvyššom bode na oblohe. Na dosiahnutie výkonu 1 Wp pri týchto podmienkach je potrebný článok s rozmermi asi 10 x 10 cm.

Fotovoltaické panely poskladané z článkov využívajú  energiu, ktorá je zadarmo, preto sú ich prevádzkové náklady zanedbateľné a navyše sú  veľmi  spoľahlivé.  Výhodou  fotovoltaiky  je,  že  panely možno  jednoducho pridávať a tak zväčšovať výkon celého zariadenia. Majiteľ tohto zariadenia môže zväčšovať jeho výkon podľa narastajúcej spotreby energie. Panely i  ostatné súčasti  sú prenosné,  takže ich možno bez problémov inštalovať na akomkoľvek mieste. Články sa dnes nevyrábajú len ako osobitné panely, ale viaceré firmy ich montujú do strešných krytín či vonkajších materiálov na  fasády  budov. Inštalovanie  slnečných  článkov do stavebných  prvkov výrazne  znižuje náklady, pričom slnečné články pôsobia na budovách veľmi esteticky.

Fotovoltaické pole vzniká prepojením fotovoltaických panelov. Solárne panely sa vyrábajú v niekoľkých výkonových prevedeniach. Menovité výstupné jednosmerné napätie je 12 V pre akumulátory, do siete je to 30 – 300 V. Výkon dodávaný solárnymi panelmi je premenlivý a odvíja sa od intenzity slnečného svitu. Solárne články fungujú aj pri zamračenej oblohe vďaka rozptýlenému svetlu, i keď  ich výkon je potom výrazne nižší (cca 10% maxima). V zime je množstvo dopadajúceho slnečného svetla menšie ako v lete a rovnako tak sa vyrobí aj menej elektrickej energie. Životnosť solárnych panelov sa pohybuje od 20 rokov a viac.