Gymnázium Bardejov Európske solárne dni http://ssjh.sk

1. Klaudia Orlovská 2.H

2. Fovoltický článok
Fotovoltický článok alebo solárny článok alebo slnečný
článok je veľkoplošná polovodičová súčiastka (s
podobnou vnútornou štruktúrou ako fotodióda), ktoré
priamo konvertuje(mení) svetelnú energiu na energiu
elektrickú pomocou fotoelektrického javu.
Oblasť technológie a výskumu týkajúca sa aplikácie
fotovoltických článkov sa nazýva fotovoltika.

3. Fotovoltické polia generujú
formu obnoviteľnej elektriny, užitočnej
najmä v situáciách, kde je nemožné
získavať elektrickú energiu zo siete, vo
vzdialených elektrických sieťach,
v satelitoch na obežnej dráhe a
vo vesmírnych sondách,
v rádiotelefónoch a v aplikáciach vodných
čerpadiel.
 Fotovoltika sa napriek tomu stále viac
rozmáha aj v klasických elektrizačných
sústavách. Pre dosiahnutie vyššieho
napätia sa zapája do batérie ako aj iné
zdroje energie.

4. Princíp výroby energie vo fotovoltickom článku
Jedná sa o aplikáciu fotoelektrického javu, pri ktorom
dopadom fotónov na polovodičový p-n prechod dochádza
k uvoľňovaniu a hromadeniu voľných elektrónov. Ak je p-
n prechod doplnený o dve elektródy (anóda a katóda), môžeme
už hovoriť o fotovoltickom článku, ktorým môže pretekať
elektrický prúd. Je nutné si uvedomiť, že fotovoltika je
dynamicky sa rozvýjajúce odvetvie na svete.

6. V roku 1997 bol medziročný
nárast dodávok 38%. Priemerný
ročný nárast od roku 1990 je
15%. Fotovoltiku objavil
Alexander Edmond Be cquerel v
roku 1839. V roku 1958 sa prvý
krát použili fotovoltaické články pre
výrobu energie v kozmických
programoch a od tej doby sa stali
ich neodmysliteľnou súčasťou.

7. Fotovoltické panely
Fotovoltické články, ktoré sú zoskupené do fotovolaických panelov
rôznych veľkostí a výkonu sú základom fotovoltického systému.
Najrozšírenejšie fotovoltické panely sú v súčastnej dobe kremíkové.
Rôznym spracovaním kremíku sa dajú vyrobiť
monokryštalické, polykryštalické,amorfné fotovoltické články.
Monokryštalická bunka má tvar čierneho osemuholníka a
polykryštalická bunka je sfarbená modro a má tvar štvorca. V praxi
sa používajú prevažne monokryštalické bunky.

8. Monokryštalické bunky majú väčšiu účinnosť
než polykryštalické, ale využitie plochy modulu nie je vzhľadom
k tvaru tak dokonalé – v konečnom dôsledku sú oba typy
výkonovo obdobné. Účinnosť polykryštalických modulov je 12 –
14 %. Účinnosť monokryštalických modulov je 12 – 16 %. Cena a
životnosť sú rovnaké.
Fotovoltický panel je schopný vyrábať elektrickú energiu aj bez
priameho osvetlenia na základe difúznefo zariadenia, ktoré je v
SR prevládajúce.

9. Materiály použité na výrobu
Krémik (Si):
Je to najdlhšie používaný a tiež najrozšírenejší materiál na výrobu
fotovoltických článkov. Narozdiel od iných materiálov sa netreba
obávať jeho vyčerpania pretože sa nachádza takmer všade. Je to štvrtá
najpoužívanejšia surovina na svete, na výrobu solárnych panelov sa
však využíva približne iba 1 % z tohto množstva. Používa sa v
niekoľkých podobách.

10. Monokryštaliský kremík
Bol prvý materiál ktorý sa začal využívať v praxi. Jeho účinnosť
premeny sa zo začiatku pohybovala okolo 6 %.Od roku 1975 až do
roku 1980 sa túto hodnotu podarilo posunúť len o pár percent a
hodnota 17 % bola považovaná za neprekonateľnú.V osemdesiatych
rokoch sa stav výrazne zmenil a výsledkom bola účinnosť 35,2 %
dosiahnutá v roku 1992. Dnes sa v bežnej výrobe dosahuje
účinnosť 13-17 %.
Monokryštalický kremík je však stále príliš drahým materiálom a
tak sa výskumníci orientujú na výrobu materiálu s nižšou čistotou.
Dosiahla by sa tým menšia energetická náročnosť výroby a teda aj
výrazné zníženie ceny. Monokryštál sa používa tam, kde nie je
možné aby mali panely príliš veľké rozmery, v kozmických
aplikáciách alebo aj v prípadoch kedy budúceho majiteľa neodrádza
značne vyššia cena.

11. Výroba monokryštalického kremíku
Solárne články sú vyrobené z kremíkového kmeňového reziva,
polykryštalickej štruktúry, ktoré má atómovú štruktúru monokryštálu.
Zvyčajne používanou metódou na výrobu kmeňového reziva je
Czochralskeho metóda. Pri tomto procese je do kremíkovej zliatiny vložený
zárodočný kryštál veľmi čistého kremíka. Tento kryštál sa pritom otáča a
vyťahuje podľa vopred presne definovaného programu; teplota taveniny je
tiež veľmi pozorne sledovaná a riadená. Celý proces sa uskutočňuje v
nádobách z veľmi čistého kremeňa v inertnej atmosfére argónu. Na
zárodočnom kryštáli sa potom vylučujú ďalšie vrstvy mimoriadne čistého
kremíka, takže výsledný produkt môže mať až 400 mm v priemere a dĺžku
do 2 m.

12. Zdroje
http://www.sosst.sk/new/fotovoltika.htm
http://sk.wikipedia.org/wiki/Fotovoltick%C3%BD_%C
4%8Dl%C3%A1nok
http://www.solarlab.mtf.stuba.sk/fotovoltika.html