Fotovoltaika
Fotovoltaika (PV) je niz celic, ki vsebujejo sončni fotonapetostni material, ki pretvarja sončno sevanje ali sončno energijo v enosmerni električni tok. Zaradi vse večjega povpraševanja po obnovljivih virih energije je proizvodnja sončnih celic in fotonapetostnih nizov v zadnjih letih močno napredovala, stroški pa so se znižali.
Sončna fotovoltaika hitro raste, saj je od majhnih začetkov do konca leta 2013 dosegla skupno globalno zmogljivost 130.000 MW. Več kot 100 držav uporablja sončno fotovoltaiko. Naprave so lahko nameščene na tleh (in včasih vključene v poljedelstvo in pašništvo) ali vgrajene v streho ali stene stavbe.
Sončna elektrarna Nellis v letalskem oporišču Nellis v ZDA. Te plošče sledijo soncu v eni osi.
Fotovoltaični sistem "drevo" na avstrijskem Štajerskem
Plošče
Fotonapetostni sončni paneli so na voljo z različnimi napetostmi. Najpogostejše so 12, 24 in 48 voltov. Podobno kot baterije lahko več solarnih panelov povežemo med seboj, da dobimo višje napetosti, na primer dva 48-voltna panela, ki sta povezana med seboj, proizvedeta 96 voltov. Inverter, baterije in solarni paneli v sistemu imajo običajno vsi enako napetost. Prednost sistema z višjo napetostjo je, da se uporablja tanjša žica, ki je cenejša in jo je lažje potegniti skozi kanale. Slabost visokonapetostne napeljave je večja nevarnost električnega udara in obloka, zato napeljave nad 48 voltov običajno najdemo le v sončnih elektrarnah ali poslovnih stavbah.
Fotonapetostna naprava običajno vključuje niz sončnih panelov, inverter, akumulatorske baterije (za uporabo ponoči), regulator polnjenja (naprava, ki preprečuje prekomerno polnjenje baterij), dva odklopnika GFCI (enega pred inverterjem in enega za njim) ter povezovalno napeljavo. Včasih je za inverterjem tudi transformator, ki lahko napaja 240-voltne težke naprave, kot sta sušilnik za perilo ali pečica. Transformator je pogosto del inverterja in ga ni mogoče videti. Vse za inverterjem (ali transformatorjem, če je) je postavljeno kot običajna napeljava, ki se napaja iz električnega omrežja (odklopna plošča, luči, vtičnice, stikala itd.). Če ni transformatorja, se lahko uporabljajo samo naprave z napetostjo 120 V. Naprave brez transformatorja morajo biti kot take označene na odklopni plošči, da opozorijo bodoče električarje, da 240-voltnih naprav ni mogoče namestiti. Nekatere naprave imajo razsvetljavo na enosmerni tok (DC) in morda tudi naprave na enosmerni tok. Prednost tega je, da se pri enosmernih obremenitvah izognemo izgubam v pretvorniku. Te inštalacije bodo imele ločeno odklopno ploščo za enosmerni tok, ki bo priključena pred inverterjem. Iz varnostnih razlogov enosmerne napeljave ni mogoče napeljati v istem kanalu kot napeljavo za izmenični tok, vtičnice za enosmerni tok pa ne smejo sprejeti vtiča za izmenični tok in obratno.
Sončne celice
Sončna ali fotonapetostna celica je naprava, ki svetlobno energijo spreminja v električno. Fotovoltaika je najbolj znana kot metoda pridobivanja električne energije z uporabo sončnih celic, ki sončno energijo spreminjajo v tok elektronov. Fotovoltaični učinek je leta 1839 prvi opazil Alexandre-Edmond Becquerel. Eric Seale (11. julij 2003). "Fotonapetostni učinek". Pridobljeno 24. maja 2012. Praktično vse fotonapetostne naprave so neke vrste fotodiode.
Sončne celice se lahko uporabljajo za napajanje orodja ali polnjenje akumulatorske baterije. Fotovoltaika je bila najprej dejansko uporabljena za napajanje satelitov v orbiti in drugih vesoljskih plovil, danes pa se večina fotonapetostnih modulov uporablja za proizvodnjo električne energije v omrežju. V tem primeru je za pretvorbo enosmernega toka v izmenični tok potrebno orodje, imenovano inverter. Celice je treba zaščititi pred okoljem, zato so običajno tesno zapakirane za stekleno folijo. Kadar je potrebna večja moč, kot jo lahko odda posamezna celica, se celice električno povežejo v fotonapetostne module ali sončne celice. En sam modul zadostuje za napajanje telefona za klic v sili, za hišo ali elektrarno pa morajo biti moduli razporejeni v več sklopov.
Vprašanja in odgovori
V: Kaj je fotovoltaika?
O: Fotovoltaika (PV) so nizi celic, ki vsebujejo fotonapetostni material, ki pretvarja sončno sevanje ali sončno energijo v enosmerni električni tok.
V: Kako je v zadnjih letih napredovala proizvodnja sončnih celic in fotonapetostnih nizov?
O: Zaradi vse večjega povpraševanja po obnovljivih virih energije je proizvodnja sončnih celic in fotovoltaičnih nizov v zadnjih letih zelo napredovala, stroški pa so se znižali.
V: Kolikšna je bila globalna zmogljivost fotovoltaike konec leta 2013?
O: Konec leta 2013 je skupna globalna zmogljivost sončne fotovoltaike znašala 130 000 MW.
V: V koliko državah se uporablja sončna fotovoltaika?
O: Več kot 100 držav uporablja sončno fotovoltaiko.
V: Kje je mogoče namestiti fotovoltaiko?
O: Naprave so lahko nameščene na tleh (včasih so vključene v poljedelstvo in pašništvo) ali vgrajene v streho ali stene stavbe.
V: Kakšno električno energijo proizvaja fotovoltaika?
O: Fotovoltaika proizvaja električno energijo z enosmernim tokom.
