Víte jak fotovoltaika funguje v zimě?
Pod nohama led nebo břečka, sluníčko se sice občas trochu snaží, ale je zima, že by psa nevyhnal a vy už se cestou z práce těšíte do vany plné horké vody. Ale víte, že tu vodu umí ohřát slunce i v zimě? A zadarmo!
A to díky fotovoltaickému jevu, který už v roce 1876 objevili William Grylls Adams a Richard Evans Day (někdy bývá jeho objev nesprávně připisován Edmondu Becquerelovi). Při nižších teplotách díky chlazení fotovoltaických článků je dokonce jejich výkon vyšší než v létě, kdy slunce pálí nejvíc. Samozřejmě celková výroba elektrické energie je menší, protože slunce je na nebi v zimě kratší dobu než v létě a taky je níž nad obzorem, ale i v lednu lze energií slunce pokrýt náklady na ohřev vody zhruba z dvaceti procent. Fotovoltaický článek totiž na rozdíl od solárních termických kolektorů využívá světelnou složku slunečního záření a dokáže to i z rozptýleného světla když je pod mrakem.
Fotovoltaické panely mají záporný teplotní koeficient - s klesající teplotou jim stoupá napětí a tedy i výkon. Tento koeficient bývá zhruba 0,33% na °C. Při změně teploty o 3°C se napětí změní o 1%. Nominální výkon panelů (ten co má uveden na štítku) se měří při +25°C, takže už při -5°C je napětí vyšší o 10%
Tento jev funguje i obráceně - se stoupající teplotou výkon panelů klesá, což je sice škoda, ale křivka výroby se tak v průběhu roku zplošťuje - v létě, kdy je dlouhý den a slunce dostatek dodávají panely výkon nižší, v zimě jim naopak díky nižším teplotám výkon nezanedbatelně stoupá. Jak se přesně projeví změna teploty na výstupním napětí si můžete spočítat zde.
Protože akumulátory jsou stále ještě velmi drahé a mají omezenou životnost, je výhodné energií vyrobenou fotovoltaickými panely ohřívat právě vodu - bojler je tak jen jiným, nesrovnatelně levnějším akumulátorem.
Ale zas tak jednoduché to není. Sice se i u nás prodávaly systémy, ve kterých byly panely k topnému tělesu připojeny přes pouze stykač, ale tímto způsobem se dá využít maximálně padesát až sedmdesát procent energie, kterou je panel schopen vyrobit.
Fotovoltaický článek je totiž "nelineární" a aby se z něj vyždímalo maximum energie, je třeba ho zatěžovat proměnlivě, podle toho, jak zrovna slunce svítí. O to se stará takzvaný MPPT měnič (z anglického Maximum Power Point Tracking) - takový vyhledávač bodu maximálního výkonu.
Jak si ho představit? Třeba když se posadíte na kolo s jedním převodem, tak "nějak" na něm asi jízdu zvládnete, ale když přijde prudký kopec, nejspíš budete muset slézt a kolo tlačit. Nebo když to bude z kopečka, budete kmitat nohama co to dá, ale předjede vás i dítě s kolem, na kterém si může přehodit na těžší převod. Vlastně nepředjede, už vás předjelo do kopce, protože si mohlo vepředu hodit nejmenší placku a vzadu si vybralo takový převod, aby nejlépe využilo svých sil. No a tak nějak funguje MPPT měnič v systému Solar Kerberos.
Využije každý watt energie slunce, která je zadarmo a ohřeje jím vodu na vaši večerní koupel. Ale výhod má ještě mnohem víc...