Fotovoltaická elektrárna (zkráceně fotovoltaika nebo také solární elektrárna) je energetické zařízení, které vyrábí elektřinu ze slunečního záření. Je tvořena třemi základními prvky: fotovoltaické panely, střídač a baterie. Panely přeměňují sluneční záření, které na ně dopadá, na stejnosměrný proud. Ten pak střídač (kterému se říká také měnič) převádí na elektřinu střídavou, která napájí běžné spotřebiče, jenž jsou připojené do sítě. Pokud se energie vyrobí nadbytek, ukládá se do baterie pro pozdější použití.
Prvky fotovoltaické elektrárny
Fotovoltaické panely (neboli moduly) jsou tvořeny fotovoltaickými články. To jsou v podstatě polovodičové diody, které jsou navzájem propojené (buď paralelně nebo sériově). Panely jsou z přední strany kryté odolným sklem, zasazeném obvykle v hliníkovém rámu; na zadní straně je plastová fólie a konektor k propojení s dalšími prvky elektrárny.
Podle typu použitých fotovoltaických článků mohou být panely monokrystalické, polykrystalické nebo amorfní. Liší se svými vlastnostmi a účinností za různých světelných podmínek.
| Druhy panelů | monokrystalické panely | polykrystalické panely | amorfní panely |
| Výhody | vysoká účinnost při ideálních podmínkách | rovnoměrný výkon | vyšší citlivost při nižší intenzitě sl. záření |
| Nevýhody | pomalejší rozběh výroby elektřiny | o něco menší účinnost než mono- | výrazně menší účinnost |
Obecně se tedy dá říct, že pro střechy s dobrou orientací a sklonem ke slunci se nejlépe hodí monokrystalické panely. Polykrystalické panely se zase hodí pro lokality, kde je světlo více rozptýlené a přichází ze strany. Nicméně rozdíly v účinnosti těchto dvou typů panelů jsou pouze v řádu procent a při výkonu dnešních panelů můžete zvolit v podstatě kterýkoliv z nich. V České republice se nejčastěji prodávají monokrystalické panely, protože se lépe hodí pro naše zeměpisné šířky. Oblíbené jsou také pro svoji černou barvu, kterou většina zákazníků preferuje.
Na jakou střechu lze umístit fotovoltaické panely? To zjistíte v našem dalším článku. Dozvíte se v něm také, jak si poradit, když střecha vašeho domu není pro jejich instalaci vhodná.
Tip: Chcete se toho o solárních panelech dozvědět více? Přečtěte si také Fotovoltaické panely a podle čeho je vybrat. V následujícím článku zase vysvětlujeme nejdůležitější pojmy související s fotovoltaickou elektrárnou.
Fotovoltaická elektrárna má vedle zmíněných tří základních komponent i další prvky: rozvaděč s jisticími a ochrannými prvky, řídicí a monitorovací techniku a kabelové propojení. Nezbytnou součástí je také konstrukce pro upevnění na střechu nebo jiný vhodný povrch.
Díky baterii využijete vyrobenou elektřinu na maximum
Baterie není nezbytným prvkem fotovoltaické elektrárny, ale její pořízení je velice výhodné. Slouží totiž k ukládání přebytků vyrobené energie, kterou vaše domácnost v danou chvíli nespotřebuje, a k jejímu využití na pozdější dobu, kdy je nedostatek slunečního svitu. Díky baterii můžete pohodlně překonat výpadek dodávky proudu (tzv. blackout) nebo být energeticky soběstační i na místech, kde není zavedena elektřina (proto se tyto tzv. ostrovní systémy skvěle hodí také na chatu či chalupu).
Cena fotovoltaiky
Když se budete zajímat o to, jaká je cena solární elektrárny, musíte tedy brát v úvahu nejen samotné panely, ale i ostatní součásti. Záleží také na tom, co všechno budete chtít solárním systémem napájet. Můžete na něj totiž připojit nejen běžné menší spotřebiče, ale třeba také zkombinovat fotovoltaiku s tepelným čerpadlem nebo nabíjet elektromobil pomocí domácí nabíjecí stanice a jezdit tak skoro zadarmo.
Výkon a účinnost
Při návrhu fotovoltaické elektrárny bereme v potaz především požadovaný výkon. Výkon panelů se udává v jednotkách Wp a pohybuje se kolem 450 Wp. Každých 1 000 Wp vyrobí přibližně 1 MWp elektřiny za rok. Elektrárny pro rodinné domy se zpravidla navrhují do velikosti, resp. výkonu do 10 kWp, což je limit, do něhož není nutné mít licenci na provozování elektrárny, jejíž získání je pro vlastníka spojeno s množstvím administrativy.
Důležitým ukazatelem je také účinnost fotovoltaických panelů. Ta udává, jaké procento z přijímané sluneční energie dokáže systém přeměnit na elektřinu. Díky technologickému pokroku se účinnost panelů neustále zvyšuje (momentálně již nad 20 %), nicméně s ohledem na fyzikální zákony není možné překročit 34 %.
Provoz bez starostí i škodlivých emisí
Fotovoltaika ke svému chodu nepotřebuje žádné pohyblivé součásti a čerpá z obnovitelného a takřka neomezeného zdroje energie (alespoň pro dalších několik miliard let). Zároveň neprodukuje žádné emise oxidu uhličitého či jiných škodlivých látek do ovzduší (právě díky instalaci fotovoltaiky a rovněž ekologických tepelných čerpadel po celé ČR jsme za poslední rok pomohli ušetřit již 6 300 tun CO2).
Fotovoltaika jako investice
K výhodám fotovoltaiky přidejte dlouhou životnost solárních panelů a bezpracný provoz bez nutnosti údržby (panely mají – pokud nejsou nainstalovány vodorovně – samočisticí schopnost) a máte ideální energetické zařízení do domácnosti, které představuje skvělou investici do budoucnosti. Při současných, stále rostoucích cenách elektřiny a možnosti čerpat na fotovoltaiku státní dotace, můžete počítat s návratností vstupních nákladů přibližně do 5 let. To představuje výnosnost 10–25 % ročně, což dělá z fotovoltaiky investici ještě atraktivnější, než jsou akcie, dluhopisy nebo nemovitosti.