Celý súbor vrátane vzorcov je možné stiahnuť dole na stránke v sekcii „Na stiahnutie“

Fotovoltaický jav a konverzia slnečného žiarenia na elektrickú energiu

Fotovoltaický systém konvertuje elektromagnetické žiarenie (primárne v spektre 300 – 2500 nm) na jednosmerné elektrické napätie využitím vonkajšieho fotoelektrického javu v polovodičových heteroštruktúrach. Základom tejto konverzie je generovanie, separácia a extrakcia fotogenerovaných nosičov náboja v asymetrickom elektrickom poli vzniknutom na prechode dvoch rozdielnych polovodičových oblastí (typicky p-n prechod).

1. Kvantovo-mechanická podstata

Foton s energiou $E=h\cdot f$ (kde $h$ je Planckova konštanta a $f$ je frekvencia žiarenia) dopadne na polovodičový materiál s priamym alebo nepriamym zakázaným pásmom EgE_gEg​. Pokiaľ E≥EgE  E_gE≥Eg​, dôjde k excitácii elektrónu z valenčného pásma do vodivostného pásma a vznikne voľný elektrón a diera.

Pre efektívne oddelenie tohto elektrón–dierového páru je nutné, aby sa generácia uskutočnila v deplečnej oblasti p-n prechodu, kde je prítomné zabudované elektrické pole E⃗bi{E}_{bi}Ebi​, ktoré spôsobí drift nosičov k opačným elektródám.

2. Elektronická štruktúra a nosiče náboja

Polovodiče (napr. monokryštalický kremík) majú zakázané pásmo ~1,1 eV. Dopingom donorovými (napr. fosfor) alebo akceptorovými (napr. bór) atómami sa vytvárajú n- a p-typ oblasti. Na ich rozhraní vzniká deplečná vrstva, kde je koncentrácia voľných nosičov minimálna, no existuje gradient elektrostatického potenciálu, ktorý zabezpečuje separáciu fotogenerovaných nosičov.

Nosiče sa pohybujú podľa diferenciálnej rovnice driftovo-difúzneho prúdu

3. Charakteristika fotovoltaickej bunky

Výsledná výstupná charakteristika fotovoltaickej bunky je nelineárna a opisuje sa rovnicou ktorú si môžete stiahnuť na stránke „Na stiahnutie“

kde:

• IphI_{ph}Iph​ je fotoprúd (funkcia intenzity dopadajúceho žiarenia),
• I0I_0I0​ je nasýtený spätný prúd,
• $n$ je ideálny faktor diódy (1–2),
• $V$ je napätie na bunke,
• $T$ je teplota v Kelvinoch.

Maximálny výkon bunky sa odvíja od bodu Pmax=Vmp⋅ImpP_{max} = V_{mp} \cdot I_{mp}Pmax​=Vmp​⋅Imp​, kde sa dosahuje maximálna účinnosť systému.

4. Systémová architektúra

Fotovoltaický systém sa skladá z:

• Modulov – série spojených článkov (monokryštalický, polykryštalický, tenkovrstvový),
• MPPT meniča – ktorý zabezpečuje sledovanie maximálneho bodu výkonu,
• Striedača (invertora) – ktorý transformuje jednosmerné napätie na sínusové striedavé napätie synchronizované s verejnou sieťou,
• Ochranných prvkov – prepäťová ochrana, ističe, odpojovače, string boxy.

5. Výkonová optimalizácia

Optimalizácia prebieha v reálnom čase pomocou algoritmov typu Perturb and Observe alebo Incremental Conductance, ktoré upravujú pracovný bod článkov tak, aby sa zachytil lokálny alebo globálny maximum výkonovej krivky aj pri parciálnom zatienení.

Okrem toho sa zohľadňujú aj teplotné koeficienty výstupného napätia (cca –0.4 %/°C), spektrálna odpoveď (kvantová účinnosť ako funkcia vlnovej dĺžky) a straty v sériovom a paralelnom odpore článkov.

Ak je 10,000kWh za 1 kalendárny rok tak 10kWp systém Vám stačí. Ak potrebujete poradiť vo výbere neváhajte nám zavolať.

Dotácia na fotovoltaiku je momentálne z 2 zdrojov : Zelená solidarita a výzva z obnov dom.

Bežne je to ale 500€ za 1 kWp maximálne ale 3500€ (7kW)

Maximálna cena dotácie sa nevzťahuje iba na 7kWp systém, inštalácia môže byť väčšia.