Fotovoltaika: Porovnání verzí

{{neověřeno}}

'''Fotovoltaika''' je metoda přímé přeměny [[sluneční záření|slunečního záření]] na [[elektřina|elektřinu]] ([[stejnosměrný proud]]) s využitím fotoelektrického jevu na velkoplošných polovodičových [[fotodioda|fotodiodách]]. Jednotlivé diody se nazývají [[Fotovoltaický článek|fotovoltaické články]] a jsou obvykle spojovány do větších celků - fotovoltaických panelů. Samotné články jsou dvojího typu - krystalické nebo tenkovrstvé. Krystalické články jsou vytvořeny na tenkých deskách polovodičového materiálu, tenkovrstvé články jsou přímo nanášeny na sklo nebo jinou podložku. V krystalických technologiích převažuje křemík, a to monokrystalický nebo multikrystalický, jiné materiály jsou používány pouze ve speciálních aplikacích. Tenkovrstvých technologií je celá řada, například [[amorfní křemík]] a [[mikrokrystalický křemík]], jejichž kombinace se nazývá tandem, dále [[telurid kadmia]] a [[CIGS]] sloučeniny. Díky rostoucímu zájmu o [[obnovitelný zdroj energie|obnovitelné zdroje]] energie a dotacím se výroba fotovoltaických panelů a systémů v poslední době značně zdokonalila.<ref name="German PV market">[http://www.solarbuzz.com/FastFactsGermany.htm German PV market]</ref><ref>[http://www.renewableenergyaccess.com/rea/news/story?id=47861 BP Solar to Expand Its Solar Cell Plants in Spain and India]</ref><ref>[http://www.technologyreview.com/read_article.aspx?id=17025&ch=biztech Large-Scale, Cheap Solar Electricity]</ref>

 

| titul = RENEWABLES 2016 GLOBAL STATUS REPORT

| url = http://www.ren21.net/wp-content/uploads/2016/10/REN21_GSR2016_FullReport_en_11.pdf

 

== Podstata ==

 

Fotony slunečního záření dopadají na [[přechod P-N]] a svou energií vyrážejí elektrony z valenčního pásu do pásu vodivostního (uvolňují je z pevných vazeb na atomy krystalové mřížky). Takto vzniklé volné elektrony se pomocí elektrod odvedou u nejjednodušších systémů přímo ke spotřebiči, případně do akumulátoru. Pro napájení běžných domácích elektrospotřebičů na střídavý proud je nutno doplnit střídač, který energii převede na [[střídavé napětí]] o velikosti a [[frekvence|frekvenci]] shodné s [[distribuční soustava|distribuční soustavou]].

 

=== Moderní technologie ===

V současné době se vyvíjí takzvaná třetí generace fotovoltaiky. Nosnou myšlenkou této generace fotovoltaiky je zvýšení účinnosti za použití tenkovrstvých technologií, pokud možno při použití netoxických, hojně se vyskytujících materiálů. Zvýšení účinnosti lze dosáhnout obejitím [[Shockleyův-Queisserův limit|Shockleyova-Queisserova]] limitu pro fotovoltaický článek s jedním polovodičovým přechodem použitím struktur s větším počtem P-N přechodů. Teoreticky byly navrženy i jiné principy, dosud se však nepodařilo je experimentálně ověřit. Shockleyův-Queisserův limit definuje maximální účinnost fotovoltaického článku s jedním P-N přechodem. Další možností, jak zvýšit účinnost fotovoltaického článku je modifikace spektra záření dopadajícího na P-N přechod konverzí vysokoenergetických fotonů nebo nízko-energetických fotonů na fotony o energii, která nejlépe odpovídá fyzikálním vlastnostem P-N přechodu.

 

 

== Současnost ==

[[Soubor:Vyvoj ceny FV clanku od 1977.svg|náhled|vpravo|Vývoj ceny křemíkových solárních panelů od roku 1977 v&nbsp;amerických dolarech na watt]]

 

 

Scénař EPIA a [[Greenpeace]] "Posun paradigmatu solární generace" (dříve zvaný pokrokový scénář) z roku 2010 ukazuje, že do roku 2030 by 1845 GW fotovoltaických systémů mohlo po celém světě generovat přibližně 2 646 TWh elektřiny za rok. V kombinaci s zlepšením účinnosti využívání energie, by to znamenalo uspokojení potřeb po elektřině více než 9 procent světové populace. V roce 2050 by více než 20 procent veškeré elektřiny mohlo pocházet z fotovoltaiky. <ref name="epia"> [http://www.epia.org/publications/epiapublications/solar-generation-6.html Solar Photovoltaic Electricity Empowering the World] (anglicky). Epia.org (22. září 2012). Citováno dne 31. května 2013.</ref>

 

== Výhody ==

* Během výroby elektrické energie fotovoltaický systém neznečišťuje životní prostředí. Znečištění během výroby a likvidace zařízení se dá udržet pod kontrolou za použití již známých metod likvidace [[elektroodpad]]u. Také se pracuje na vývoji technologií na recyklaci zařízení po skončení jejich užitečného života.<ref>[http://www.nrel.gov/ncpv/thin_film/docs/environmental_aspects_of_pv_power_systems_iea_workshop.pdf Environmental Aspects of PV Power Systems]</ref>

* Fotovoltaické systémy vyžadují minimální údržbu po jejich nainstalování a palivo, slunce, je zadarmo. Provozní náklady jsou tudíž extrémně nízké ve srovnání s existujícími technologiemi.<ref>http://elektro.tzb-info.cz/teorie-elektrotechnika/10697-optimalizace-fotovoltaickeho-systemu-pro-pripravu-teple-vody</ref>

 

== Nevýhody ==

* Výkon fotovoltaických panelů se výrazně snižuje, pokud jsou pokryty vrstvou sněhu.

* Území zasažené solárními elektrárnami je pro daný generovaný výkon větší než území, které je pro stejný výkon zasažené energetikou založené na těžbě uhlí.<ref>http://www.osel.cz/9280-zemsk-r-j-to-na-pohled-ii.html - Zemský ráj to na pohled II</ref>

* {{Wikiverzita|kurs=Fotovoltaika}}

* [http://www.overstream.net/view.php?oid=uou7u2a3lstx Here Comes the Sun], dokument o rozmachu fotovoltaiky v sektoru solární energetiky (48 minut, anglicky s českými titulky)

 

[[Kategorie:Fotovoltaika| ]]