Fotovoltaický jav bol objavený v roku 1839 Edmundom Bequerelom, ktorý si všimol, že pôsobením slnečného žiarenia je pri určitých elektrochemických konfiguráciách možné vyrábať elektrickú energiu. Fotovoltaický jav sa však začal využívať pre priamu premenu energie slnečného žiarenia na elektrickú energiu až v roku 1954.
Princíp spočíva v tom, že fotón dopadajúci na polovodičovú štruktúru s PN prechodom excituje elektrón a vytvorí tak dva nositele elektrického prúdu: voľný elektrón a dieru. Solárne články sa skladajú z dvoch kremíkových vrstiev. Horná vrstva kremíka je polovodič typu N (vodivosť sprostredkujú elektróny), dolná vrstva kremíka je polovodič typu P (vodivosť sprostredkujú tzv. diery). Keď do blízkosti PN prechodu prenikne fotón, dôjde k fotoefektu a uvoľnené elektróny začnú prechádzať do hornej vrstvy. Elektróny v spodnej vrstve začnú preskakovať z jedného atómu na druhý, aby zaplnili prázdne miesta. Voľné elektróny v hornej vrstve sa odvádzajú z článku do elektrického obvodu, do ktorého je solárny článok vsadený. Takto vzniká v obvode elektrický prúd počas doby, kedy na solárny článok dopadá svetlo. Elektrická energia sa týmto spôsobom vyrába nehlučne, bez akýchkoľvek pohyblivých súčastí a bez vedľajších produktov. Fotovoltaický 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 (rada) 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.
Použitie
Fotovoltaické články je možné používať na celoročnú prevádzku, fotovoltaické systémy nevyžadujú priame slnečné žiarenie k tomu, aby fungovali, t.j. sú schopné vyrábať elektrickú energiu aj pri oblačnom počasí aj keď s menším výkonom. Pomocou fotovoltaických systémov sa vyrába elektrická energia, ktorú je možné napojiť na domácu spotrebu. Pri väčších fotovoltaických systémoch na výrobu elektrickej energie je možné túto energiu napojiť priamo do verejnej siete.
Výhody
Je to najčistejšia forma výroby elektrickej energie t.j. nie je škodlivá životnému prostrediu, je nehlučná, bezúdržbová, schopná pracovať bez poruchy dlhé roky, so životnosťou min. 20-30 rokov.
Služby
- konzultácie a optimálny návrh riešenia, technická podpora
- jednanie s dotknutými inštitúciami – distributér, stavebný úrad atď.
- spracovanie projektovej dokumentácie
- realizácia fotovoltaických elektrární
- záručný a pozáručný servis
- monitoring – vzdialený dohľad
Predaj
- fotovoltaické panely REC – autorizovaný distributér
- meniče napätia – invertory
- sledovače Slnka a konštrukcie