Investování do fotovoltaické elektrárny je zásadní rozhodnutí, které vám může pomoci výrazně snížit vaše celkové energetické náklady. Tato investice vám přinese užitek po mnoho desetiletí, a proto je důležité vybrat správný typ jednotlivých komponentů, které budou nejlépe vyhovovat vašim potřebám. Jedním z těchto prvků, který je navíc asi nejlépe na elektárně na první pohled vidět, jsou fotovoltaické panely.

Solární panely patří mezi nejdůležitější prvky fotovoltaické elektrárny, ačkoliv celý systém obsahuje mnoho dalších komponent. Pro laiky může být právě pochopení funkce a významu solárních panelů klíčové, jelikož jsou solární panely hrají zásadní roli v přeměně sluneční energie na energii elektrickou.

Jedná se tak o základní stavební kámen u fotovoltaické elektrárny a v procesu výrobu udržitelné energie v domácnostech i v průmyslu. Avšak solární panely nejsou jediným stěžejním prvkem u solární elektrárny.

Ačkoli se můžeme zabývat mnoha různými aspekty fotovoltaických elektráren, v tomto článku se zaměříme primárně na solární panely, abyste lépe porozuměli jejich funkci, významu a také tomu, jak mezi sebou jednotlivé typy panelů porovnávat a vybírat mezi nimi. Na trhu je totiž k dispozici široká paleta solárních panelů různých značek, typů a s různými specifikacemi, což vám může celý výběr značně komplikovat. Abychom vám pomohli se zorientovat ve všech těchto možnostech i jednotlivých parametrech, připravili jsme pro vás stručný průvodce, který vám ukáže, na co se zaměřit při výběru fotovoltaických panelů.

Z čeho se skládájí fotovoltaické panely?

Fotovoltaický panel (často také označovaný jako solární panel) se skládá z několika vzájemně propojených fotovoltaických článků.

Solární panel je na přední straně chráněn pevným a odolným sklem, které je obvykle umístěno v rámu z hliníku. Na zadní straně panelu najdeme ochrannou plastovou fólii a konektory, které slouží k zapojení panelu do dalších částí solární elektrárny.

Navzdory různým barvám fotovoltaických článkům (nejčastěji se setkáte s modrým nebo černým vzhledem článků/celé přední strany panelu) však mohou mít monokrystalické solární panely různé barvy zadních desek a rámů. Zadní list solárního panelu je obvykle černý, stříbrný nebo bílý, zatímco kovové rámečky jsou černé nebo stříbrné.

Co to jsou fotovoltaické články u solárních panelů a k čemu slouží?

Solární články, známé také jako fotovoltaické články, tvoří základ všech dnešních fotovoltaických panelů.

Samotné solární články jsou polovodičová zařízení, která přeměňují sluneční světlo přímo na elektrickou energii prostřednictvím tzv. fotovoltaického jevu/fotovoltaického efektu. Fotovoltaické články jsou obvykle vyrobeny z křemíku, který je polovodičový materiál schopný generovat elektrický proud, když je vystaven slunečnímu záření.

Solární články jsou obvykle spojeny do série a paralelně v solárních panelech. Série spojení zvyšuje napětí, zatímco paralelní spojení zvyšuje proud. Tímto způsobem lze dosáhnout požadovaného výstupního napětí a proudu. Solární panely jsou navrženy tak, aby byly odolné vůči povětrnostním vlivům a mohly tak být instalovány venku, kde mohou efektivně využívat sluneční záření.

Solárních článků existuje více typů, kdy jejich odlišnosti závisí zejména na materiálech a technologiích použitých při jejich výrobě, které pak definují jak vzhled, cenu, tak i výsledné vlastnosti. V důsledku toho může každý typ solárního panelu být zcela jiný. Zde jsou nejběžnější typy solárních článků a jejich charakteristické vlastnosti, se kterými se dnes můžete setkat:

• Standardní tradiční “tlustovrstvé” technologie fotovoltaických článků (často jsou označovány také jako solární články první generace/I. generace solárních článků) – představují asi nejvíce rozšířenou metodu výroby solárních článků a “tlustovrstvé články” se využívají u většiny dnešních instalací po celém světě (odhaduje se, že přibližně u 85-90 % všech instalovaných solárních panelů se využávají tlustovrstvé články). Vyrábí se z monokrystalického nebo polykrystalického křemíku, přičemž monokrystalické články jsou obvykle účinnější, ale také dražší. Tyto standardní solární články mají tloušťku mezi 0,2 a 0,3 milimetry a jsou vyrobeny z plátků krystalického křemíku o rozměrech přibližně 200×200 milimetrů.
  • Monokrystalické fotovoltaické články – jsou vyrobené z jediného, kontinuálně rostoucího křemíkového krystalu. Monokrystalické panely mají většinou odstín do hněda až černa. Monokrystalické fotovoltaické články jsou známé svou vysokou účinností, která může v ideálních slunečních podmínkách dosahovat až 23 %. K dosažení této vysoké účinnosti je často využíván P-type nebo N-type křemík, který poskytuje lepší elektrické vlastnosti než tradiční P-type nebo N-type křemík. Tyto články vznikají z jediného, celistvého kusu křemíku a charakterizuje je typická velikost 156 x 156 milimetrů (existují ale již novější větší formáty: 158,75 mm x 158,75 mm a 166 mm x 166 mm – tyto větší formáty zpravidla jen umožňují dosáhnout vyššího výkonu panelu, kdy celý panel má pak také větší rozměry). Díky své historii jsou monokrystalické články nejdéle na trhu a jsou proto asi nejvíce rozšířené. V poslední době však získávají na popularitě polykrystalické panely, které jsou lepší ve využití rozptýleného světla a fungují efektivněji v méně ideálních světelných podmínkách. Přestože seznam dvaceti nejpopulárnějších fotovoltaických panelů na světě může dominovat monokrystalickým článkům, nemělo by nás to zmást. Pro geografické podmínky střední Evropy, kde je slunečního svitu méně, se ukazují jako vhodnější polykrystalické panely, které lépe zvládají proměnlivé počasí. Monokrystalické solární články se hodí pro střechy s omezenou plochou, které ovšem nabízejí velmi dobrou orientaci vůči slunci. V takových podmínkách dodají nejvyšší výkon ze všech typů solárních panelů.
  • Polykrystalické fotovoltaické články – tyto články jsou vyrobeny z více křemíkových krystalů, což je činí méně efektivními, ale také cenově dostupnějšími. Polykrystalické články mají často typický modrý nádech a jsou populární pro méně náročné aplikace, kde není vyžadována maximální efektivita. Výroba zahrnuje použití P-type nebo N-type křemíku, který je dopován tak, aby vytvořil materiál s vysokou hustotou děr, což je efektivní pro zachytávání světla v méně ideálních podmínkách. Původní cenová výhoda polykrystalů už dnes také není tak výrazná, protože ceny obou typů článků se postupně srovnávají. Polykrystalické fotovoltaické články jsou vhodnější volbou v situacích, kdy je obloha zatažená a světelné podmínky nejsou až tak zcela ideální. V našich podnebných podmínkách dávají největší smysl právě proto polykrystalické panely, které mají pro střední Evropu asi nejlepší vlastnosti. Historicky sice měly polykrystalické články o něco nižší účinnost než monokrystalické články, ale v poslední době se díky pokrokům ve vývoji dostávají téměř na stejnou úroveň výkonu, přičemž se od monokrystalů liší obvykle jen minimálně (rozdíl v účinnosti je přibližně o 2-3 procentní body v neprospěch polykrystalických článků). Jednou z ekologických výhod výroby polykrystalických článků je také šetrnější nakládání s křemíkem. Polykrystaly jsou tvořeny substrátem z drobnějších křemíkových krystalů, které se spojují do jednolitého celku, což minimalizuje odpad křemíku při výrobě. Na polykrystalických článcích lze rozeznat charakteristické přechody mezi krystaly, díky čemuž mají specifický vzhled. Vzhledem k těmto přednostem je možné očekávat, že v blízké budoucnosti polykrystalické články získají převahu na trzích ve střední a severní Evropě, kde jsou podmínky pro využití sluneční energie proměnlivější.
  • Půlené články/half-cut/half-cell technologie – half-cut solární články představují vylepšení tradičních monokrystalických a polykrystalických fotovoltaických technologií, které se řadí do kategorie první generace solárních článků. Tyto pokročilejší solární technologie využívají monokrystalický nebo polykrystalický křemík k výrobě solárních článků, které jsou široce rozšířeny a představují většinu instalací solárních panelů po celém světě. Half-cut články jsou v podstatě standardní solární články, které byly rozříznuty na dvě poloviny. Tento postup má několik klíčových výhod. Rozdělením článků na poloviny efektivně dochází k redukci elektrického odporu uvnitř každého článku, což vede k lepšímu výkonu při nižších ztrátách způsobených odporovým teplem. Menší články také znamenají, že každá polovina článku produkuje méně proudu, což snižuje riziko tzv. hotspotů, které mohou vznikat v důsledku lokálního přehřívání a mohou vést k poškození solárního panelu. Half-cut technologie zvyšuje odolnost solárních panelů vůči částečnému zastínění a umožňuje jim efektivněji pracovat i v méně ideálních podmínkách. Například pokud je část panelu zastíněna stínem stromu, polovina článku může být zastíněna, zatímco druhá polovina může pokračovat v efektivním generování elektrické energie. To je významný rozdíl oproti panelům s tradičními celými články, kde by zastínění jedné části mohlo mít za následek výrazný pokles výkonu celého panelu. Tato schopnost minimalizovat dopady zastínění činí half-cut technologii ideální pro instalace v prostředích, kde hrozí přítomnost překážek, které by mohly vést k zastínění panelů. Tato technologie je ideální pro aplikace, kde je jde o co nejlepší využití dostupného prostoru, jako jsou střechy rodinných domů nebo komerční budovy s omezeným místem pro instalaci. Použití half-cut článků se stává stále populárnějším díky jejich schopnosti zvyšovat výkon solárních panelů bez výrazného navýšení nákladů. V kontextu širšího spektra solárních technologií, half-cut články stále spadají do kategorie první generace solárních článků z důvodu jejich základního materiálu a výrobního procesu, který je těsně spojen s tradičními monokrystalickými a polykrystalickými technologiemi.

Pozn.: P-type a N-type solární články zastupují obě varianty křemíkových fotovoltaických články (mono a polykrystalické články), ale liší se v několika klíčových aspektech, které ovlivňují jejich výrobu, účinnost a trvanlivost.

P-Type solární články využívají křemík dopovaný bórem jako základní materiál. Bór dodává křemíku pozitivní náboje (díry), které usnadňují pohyb elektronů a tím generaci elektrického proudu, když je článek vystaven světlu. Technologie PERC (Passivated Emitter and Rear Cell), která se u P-Type článků často používá, zlepšuje účinnost tím, že přidává pasivační vrstvu na zadní stranu článku. Tato vrstva zlepšuje sběr světla a snižuje elektronové ztráty. I přes tato vylepšení však P-Type články stále trpí na LID (Light Induced Degradation), což je degradace indukovaná světlem, která může snížit jejich výkon po instalaci. Výhodou P-Type článků je nižší výrobní cena, díky široce dostupným technologiím a materiálům.

Na druhou stranu, N-Type solární články využívají jako dopant fosfor, což přidává křemíku volné elektrony, čímž zvyšuje jeho negativní náboje. Tato konfigurace zlepšuje schopnost článků absorbovat světlo a efektivněji přeměňovat sluneční energii na elektrickou, což vede ke zvýšení celkové účinnosti solárního panelu. Navíc, N-Type články jsou méně náchylné k LID a dalším formám degradace, což znamená, že mají nižší ztráty výkonu i při vysokých teplotách a zachovávají vyšší účinnost i během dlouhodobého provozu. Tyto vlastnosti činí N-Type články vhodnější pro aplikace, kde je důraz na maximální výkon a životnost, ačkoliv jsou dražší ve výrobě ve srovnání s P-Type články.

• Tenkovrstvé solární články/technologie tenkých vrstev (často jsou označovány jako druhá generace/II. generace solárních článků) – kvůli rostuocí potřebě flexibilních aplikací solárních technologií na různé povrchy vznikly kromě krystalických technologií také technologie tenkovrstvé. Samotná výroba těchto článků je postavená na principu vrstvení materiálů. Na základní desku, která může být vyrobena ze skla, plastu nebo tenké kovové vrstvy, se pomocí speciálních technik (napařování kovů – Epitaxe, naprašování, PECVD, CVD) postupně nanáší různé materiály. Tyto techniky zahrnují například napařování kovů, naprašování nebo chemické ukládání z plynné fáze. Tímto způsobem se vytváří struktura, která je základem celých výrobních modulů, jako jsou například solární panely. Tenkovrstvé solární články umožňují vytvořit i ohebné moduly a speciální moduly konstrukcí. Zatím však ve světě solárních technologií nejsou nechnologie tenkých vrstev až tak rozšířené, i když i to se časem nejspíše postupně bude měnit, jak bude růst účinnost tenkovrstvých článků. Tato metoda je levnější, protože vyžaduje méně materiálu, ale obvykle má nižší účinnost přeměny slunečního světla na elektrickou energii. Právě nízká účinnost je hlavní nevýhodou tenkovrstvých fotovoltaických článků. U současných tenkovrstvých modulů, které se využívají u současných instalací, dosahuje maximální účinnost článku přibližně kolem 16 – 22 % dle použité technologie.
  • CIS, CGIS, CIGS solární články – tyto články jsou známé pro jejich vysokou účinnost mezi tenkovrstvými technologiemi, kde mohou dosahovat účinnosti až 22 % – ale jen v laboratorních podmínkách. Jsou vyráběné z mědi (Cu), indium (In), galia (Ga) a selenidu (Se) – odsud ostatně pocházejí tyto zkratky CIS (měď-indium-selenid), CIGS (měď-indium-galium-selenid), CGIS (méně běžná zkratka a může být někdy zaměněna nebo mylně použita místo CIGS). Tyto články jsou vyráběny nanesením vrstvy na substrát, což může být sklo nebo plast. Jsou vhodné pro aplikace, kde je potřeba vyšší výkon a kdy je nutné stále zachovat flexibilitu a lehkost celého článku. Tyto články umí vyrábět elektřinu z několika různých spekter slunečního záření, tedy i z těch, které oko nevidí. Fotovoltaické panely z těchto článků mají životnost 30-40 let nebo i déle. Panely CIGS, CIS, CGIS vyrábí elektřinu i v dešti a při vysoké oblačnosti, což jiné panely tak dobře neumí.
  • CdTe (kadmium-tellurid) solární články – CdTe panely nabízí dobrý kompromis mezi účinností a výrobními náklady a jsou populární zejména v velkých fotovoltaických instalacích. Tato technologie používá vrstvu CdTe mezi transparentním vodivým oxidem a kovovou zadní elektrodou. CdTe články jsou cenově dostupné a mohou mít účinnost až kolem 18 – 22 %.
  • Amorfní fotovoltaické články – amorfní fotovoltaické články jsou typem solárních článků, které používají amorfní (nekrystalickou) formu křemíku (amorfní křemík, slitina kadmium – telur nebo slitina měď – indium – galium – selen). Na rozdíl od tradičních solárních článků vyrobených z monokrystalického nebo polykrystalického křemíku, které mají pevnou a pravidelnou krystalickou strukturu, amorfní křemík je neuspořádaný a nemá žádnou dlouhodobou krystalickou strukturu. Amorfní fotovoltaické články se vyrábějí nanášením tenké vrstvy křemíku na substrát, což může být sklo, kov nebo plast. Tento proces může být proveden různými způsoby, včetně naprašování nebo tisku. Výsledkem je velmi tenká solární vrstva, často pouze několik mikrometrů tlustá, což je o mnoho méně než u klasických křemíkových článků. Použití amorfních fotovoltaických článků je často vhodné pro aplikace, kde nejsou hlavním cílem maximální výkon nebo tam, kde jsou tradiční solární panely příliš těžké nebo nepraktické.
• Pokročilé technologie křemíkových článků (CPV, organické polovodiče, ostatní technologie, často jsou označovány jako třetí generace/III. generace solárních článků) – tato skupina zahrnuje různé pokročilé technologie pro výrobu elektrické energie ze slunce, které jdou nad rámec běžných solárních článků. Na rozdíl od dvou výše uvedených “tradičních” technologií, které využívají klasický P-N polovodičový přechod pro přeměnu světla na elektrickou energii, jsou zde používány různé organické sloučeniny a vodivé polymery. Často jsou výrazně levnější a nabízejí nové možnosti, jako je průhlednost nebo ohebnost, ale jejich účinnost a životnost mohou být nižší ve srovnání s tradičními křemíkovými technologiemi. Tyto novější technologie jsou často ještě ve vývojové fázi, ale mnohé z nich jsou již běžně používány. Do této kategorie řadíme technologie jako například koncentrátorovou fotovoltaiku (CPV), organické solární články (OPV) a perovskitové články.

  

• • Koncentrátorová fotovoltaika (zkráceně označované také jako CPV = Concentrator Photovoltaics) – je speciální technologie v oblasti solární energetiky, která využívá optické komponenty, jako jsou čočky nebo zrcadla, k soustředění slunečního světla na malou plochu vysoce účinných solárních článků. Tento přístup umožňuje zvýšit výkon solárních panelů a snížit množství polovodičového materiálu potřebného na výrobu solárních článků.
  • Organické solární články (zkráceně označované jako OPV = Organic Photovoltaic) – využívají organické materiály místo klasických křemíkových a nabízejí zajímavé možnosti pro lehké a flexibilní aplikace, což umožňuje jejich použití na různých površích a v různých aplikacích, včetně oblečení, skládacích panelů nebo dokonce integrovaných do oken. Výroba OPV může být potenciálně levnější než výroba tradičních solárních článků, jelikož lze použít rolovací procesy nebo tisk.
  • Perovskity – by mohly revolucionizovat solární průmysl díky svým výjimečným vlastnostem a potenciálně nižším nákladům. Perovskitové solární panely přinášejí několik významných přínosů, které mohou ovlivnit budoucnost solární energetiky. V laboratořích tyto panely dosahují účinnosti přesahující 25 %, což je často lepší než nejlepší křemíkové panely dostupné na trhu s účinností mezi 21 a 22 %. Vysoká účinnost perovskitových panelů by mohla vést k nižším nákladům na solární energii a k rychlejšímu snižování uhlíkové stopy. Jednou z dalších výhod je nižší cena výroby, což je díky použití inkoustového tisku, který umožňuje rychlou a efektivní výrobu. Tato metoda by mohla perovskitové solární buňky učinit cenově dostupnějšími ve srovnání s tradičními křemíkovými panely. Perovskitové panely jsou také oceňovány pro svou flexibilitu a lehkost, což umožňuje jejich aplikaci na různé povrchy, včetně těch, které by neunesly těžší křemíkové panely. Tato vlastnost nabízí nové možnosti pro začlenění solární energie do stavebních materiálů nebo pro výrobu přenosných solárních zařízení. Další výhodou je schopnost perovskitových panelů efektivně produkovat energii i za slabého osvětlení, což je ideální pro méně slunné oblasti nebo oblačné dny. Přestože perovskitové panely nabízejí mnoho přínosů, stále čelí výzvám týkajícím se stability a odolnosti proti vlhkosti a UV záření. Výzkumy se proto zaměřují na zlepšení jejich trvanlivosti a spolehlivosti, aby mohly plně využít svůj potenciál v solární energetice.
  • Solární články s heterojunkční technologií (HJT) –  jsou známé svou vysokou účinností v přeměně sluneční energie na elektrickou energii. Tato pokročilá technologie kombinuje křemík s tenkými vrstvami dalších materiálů, které mají vysokou schopnost absorbovat sluneční záření. Díky tomu je možné dosáhnout vysokého výkonu i na menší ploše solárního panelu, což je výhodné zejména v prostředích s omezeným prostorem.Další významnou výhodou HJT článků je jejich odolnost vůči vysokým teplotám, což znamená, že mají nižší ztráty výkonu i při provozu za zvýšených teplotních podmínek. To je klíčové během horkých letních dní, kdy solární panely často pracují v extrémních teplotách a tradiční technologie mohou zaznamenat pokles výkonu.Kromě vysoké účinnosti a tepelné odolnosti mají solární články HJT také potenciál pro dlouhou životnost. Jsou speciálně navrženy tak, aby odolávaly degradaci materiálu a zachovávaly vysokou úroveň výkonu po mnoho let. Díky těmto vlastnostem představují HJT solární články spolehlivou a efektivní volbu pro dlouhodobé využití solární energie.
  • Mnohočlánkové (multi-busbar) články – multi-busbar technologie se používá převážně u křemíkových solárních panelů a zaměřuje se na zlepšení sběru elektrického proudu díky většímu počtu sběrnic, což snižuje odpor a zvyšuje účinnost. Mnohočlánkové články tedy vylepšují tradiční design monokrystalických a polykrystalických panelů a zvyšují jejich výkonnost.
  • Tandemové články – skládají se ze dvou vrstev solárních článků spojených dohromady. Každá vrstva je vyrobena z jiného materiálu, který absorbuje odlišné spektrum slunečního světla. To umožňuje tandemovým článkům zachytit více energie ze slunce než běžné solární články. Běžné materiály pro tandemové články zahrnují křemík a perovskity. Tímto způsobem mohou dosahovat vyšších účinností než standardní solární články. Tyto technologie jsou často na špičce výzkumu a vývoje ve fotovoltaice, zaměřují se na maximální využití dostupného slunečního světla pro zvýšení celkové efektivity solárních panelů.
  • Bifaciální solární články – jsou schopné absorbovat světlo z obou stran, což zvyšuje jejich celkovou výrobu energie. Jsou vhodné pro instalace s vysokým odrazem (např. na sněhu nebo bílých střechách). Na obou stranách křemíkových čipů jsou aplikovány antireflexní vrstvy, které pomáhají zvýšit množství absorbovaného světla tím, že snižují odrazy světla z povrchu článku. Bifaciální panely obvykle používají transparentní vrchní vrstvy, které umožňují průchod světla na křemíkový čip z obou stran. Tyto vrstvy mohou být vyrobeny ze skla nebo jiného průhledného materiálu, který je odolný proti povětrnostním vlivům.
  • All Back Contact (ABC) – technologie ABC představuje pokročilý způsob výroby solárních článků, kde jsou všechny elektrody umístěny na zadní straně článku. Tento design eliminuje potřebu metalických kontaktů na světlo absorbující přední straně článků, což umožňuje maximální absorpci světla a zvyšuje celkovou účinnost solárního panelu. Kontakty na zadní straně rovněž znamenají menší odpor a zvýšenou schopnost panelu efektivně přeměnit solární záření na elektrickou energii, což vede k lepšímu výkonu za různých světelných podmínek.V důsledku absence stínění na světlo citlivé plochy mohou panely ABC dosáhnout vyšších účinností, a to i přes 24 % u komerčně prodávaných panelů. Panely s technologií ABC jsou zároveň méně náchylné k účinkům částečného zastínění, protože nedochází k přehřívání jednotlivých oblastí článků způsobeného blokováním kontaktních mřížek. Další výhodou je i estetický aspekt – panely mají hladký a uniformní vzhled, který je často vyžadován v architektonicky náročných projektech.

Klíčové vlastnosti fotovoltaických panelů

Při rozhodování o vhodných fotovoltaických panelech je klíčové zohlednit několik faktorů. Jedním z nich je orientace domu vzhledem ke slunci, což ovlivňuje množství přijímaného slunečního záření. Dalšími důležitými faktory jsou výkon, účinnost, životnost, hmotnost a rozměry panelů a v neposlední řadě hraje určitou roli také estetika, neboť panely by měly harmonicky zapadnout do vzhledu domu a nezpůsobovat vizuální rušení (což je důležité zejména u nemovitostí, které se nachází v památkové zóně, kde je umístění fotovoltaických panelů/fotovoltaiky třeba si nejdříve nechat schválit od památkářů z Národního památkového ústavu).

Rozměry a váha fotovoltaických panelů

Na trhu jsou dostupné fotovoltaické panely různých rozměrů. Většina standardních panelů na trhu má přibližně +/- 2 × 1 metr při výkonu asi cca 500 Wp, můžete se setkat ale i panely měnšími. Samotný rozměr je určující pro celkový výkon panelu (platí zde jednoduchá rovnice = větší plocha = vyšší maximální výkon), ale je třeba také brát  v potaz, kolik panelů zvládnete na střechu umístit.

Proto v Energosolaru využíváme hned několik velikostí a typů panelů:

• menší solární panely (o velikosti 1722×1134×30 a 1762×1134×30 mm),
• velké fotovoltaické panely (o rozměrech 2278×1134×35 a 2279×1734×32 mm).

Avšak z hlediska praktického využití nejsou rozměry panelů tak zásadní, jako celkový výkon, který je potřeba dosáhnout, a tedy i celková velikost fotovoltaické elektrárny.

Více typů fotovoltaických panelů nám v Energosolaru umožňuje být maximálně flexibilní jako z pohledu výkonu, tak i dispozice střechy/plochy, kam jsou fotovoltaické panely umísťovány, abychom mohli garantovat koncovému zákazníkovi maximální možný výkon jeho elektrárny. Dále hraje roli i samotná hmotnost panelů (menší rozměry = nižší hmotnost) a nosnost střechy, kdy opět můžeme snáze dosáhnout optimálního výkonu i u střech, které by nedokázaly unést váhu panelů i s nosnou konstrukcí. V neposlední řadě pak i samotný zákazník si může sám zvolit mezi několika designy panelů, které se mu nejvíce líbí/hodí esteticky k dané nemovitosti.

Váha fotovoltaických panelů a zatížení střechy

Hmotnost jednotlivých panelů se liší v závislosti na konstrukčních materiálech a také ji definuje i samotná velikost fotovoltaického panelu. Nejčastěji se však váha standardního solárního panelu pohybuje kolem 25-29 kg. Níže najdete, jak může vypadat specifikace jednotlivých modelových fotovoltaických panelů, které se běžně vyskytují na trhu v porovnání se solárními panely, které dlouhodobě využíváme my – včetně účinnosti a maximálního výkonu (o těchto parametrech se dočtete v článku dále).

Instalační firmy volí optimální složení/typ fotovoltaických panelů na základě požadovaného celkového výkonu a dle specifických podmínek střechy dané nemovitosti.

Pro členité šikmé střechy se obvykle volí menší panely většího počtu, které se lépe přizpůsobí střešním nerovnostem. Pro velké ploché střechy jsou naopak vhodnější větší panely v menším množství, protože se lépe hodí na rovné plochy.

Pozn.: Fotovoltaický průmysl kategorizuje velikosti solárních panelů také podle velikosti křemíkových čipů (waferů), které se používají k výrobě fotovoltaických článků.

Velikost waferu označuje rozměry křemíkového čipu použitého k výrobě fotovoltaických článků, zatímco celková velikost panelu závisí na počtu těchto článků spojených dohromady, jejich uspořádání v panelu, a také na rámech a okrajích, které obklopují články pro mechanickou stabilitu a ochranu. Proto velikost waferu přímo nesouvisí s celkovými rozměry finálního solárního panelu (ty jsou ještě o něco větší, protože je zde také rám a další částí konstrukce).

U waferů se můžete setkat s velikostmi M2, M4, M10 atd. V průběhu času se velikosti těchto waferů vyvíjely v reakci na požadavky trhu. Obecně požadavky zákazníků byly, že chtějí co nejvyšší výkon a co nejlevnější solární panely. Postupně se tak zvětšovaly rozměry panelů, protože zde platí jednoduchá rovnice – čím větší je plocha panelu/článku, tím větší bude mít výkon. Tento trend je dán snahou o zvýšení výkonu a účinnosti panelů a snížení výrobních nákladů na jednotku výkonu. Zde je přehled několika klíčových velikostí waferů, které byly v průběhu času zavedeny a které byly během let standardizovány:

• M0 (125 mm) – první běžně používané wafery měly velikost přibližně 125 mm na stranu. Tyto menší čipy byly základem prvních generací solárních panelů a pomohly položit základy pro průmyslové využití solární energie.
• M2 (156 mm) – jako odpověď na potřebu vyššího výkonu panelů byly zavedeny větší wafery o velikosti 156 mm. Tato změna umožnila výrobu panelů s vyšší účinností, neboť větší čipy mohly lépe zachytávat sluneční záření.
• M4 (161 mm) a M6 (166 mm) – s dalším pokrokem ve výrobních technologiích a snahou o minimalizaci odpadů při výrobě wafery opět narostly, tentokrát na 161 mm a později na 166 mm. Tyto rozměry se staly novým standardem pro výrobu vysoce účinných solárních panelů.
• M10 (182 mm) a M12 (210 mm) – nedávné inovace vedly k zavedení ještě větších wafery, konkrétně M10 s velikostí 182 mm a M12 s 210 mm. Tyto velikosti umožňují výrobu extrémně výkonných solárních panelů, které jsou schopny generovat větší množství energie z každého čipu, což vede k dalšímu snižování nákladů na vyrobenou elektřinu.

Účinnost fotovoltaických panelů

Účinnost fotovoltaických panelů vyjadřuje, jaký podíl z přijaté sluneční energie, kterou dokáží panely přeměnit na elektrickou energii. Přestože se účinnost solárních panelů neustále zlepšuje, existují fyzikální omezení, které jsou dány zejména technologiemi a použitými materiály.

Před několika lety běžně dosahovaly solární panely účinnosti mezi 12 a 17 %. Dnes jsou na trhu k dispozici panely s účinností v rozmezí 18 až 23 %. Maximální možná účinnost solárních paneů dle technických limitů v roce 2023 se pohybovala kolem 34 %, což zatím představuje fyzický strop u doposud známých technologií. Ale i zde jde vývoj nezadržitelně kupředu. Kupříkladu díky nové tandemové technologii s využitím perovskitu se vědcům podařilo ještě zvýšit účinnost panelů na další level (teoretická hodnota výkonu by mohla dosáhnout až 43 %, tzn. víme již nyní, že lze dosáhnout výkonu 421 wattů na ploše 1,68 m²). Tyto panely jsou však stále pouze ve stádiu vývoje a je třeba ověřit ještě také možnosti sériové výroby, její cenu, ale také jak a zda tyto revoluční solární panely obstojí z pohledu životnosti atd.

Vyšší účinnost panelů se samozřejmě promítá i do jejich ceny. Nicméně, kvalitu panelů lépe než cena ukazují různé certifikáty. V Evropě je velmi uznávaná certifikace TÜV, ale setkat se můžete i s mezinárodními certifikacemi jako IEC (International Electrotechnical Commission) nebo UL (Underwriters Laboratories). Kromě těchto jsou v praxi používány i certifikáty CE, které jsou nezbytné pro produkty prodávané na evropském trhu, nebo různé standardizace podle ISO.

Jedním z hlavních směrů technologického vývoje je právě zvyšování účinnosti fotovoltaických panelů, tedy aby se ze sluneční energie vyrobilo co nejvíce elektřiny. Na tomto poli se výrazně angažuje také Evropská unie v rámci projektu Pilatus, díky němuž by měly na starém kontinentu vzniknout tři pilotní linky na celý výrobní cyklus inovativních křemíkových solárních panelů. Projekt má pomoci snížit závislost Evropy na čínské produkci. A má rovněž výraznou českou stopu, jelikož se na celém projektu podílí také Fyzikální ústav Akademie věd.

Výkon fotovoltaických panelů

Výkon solárního panelu, měřený v wattpeak (Wp), přímo koreluje s jeho účinností; vyšší účinnost znamená vyšší výkon.

Aktuálně se výkon solárních panelů pohybuje od 250 do 585 Wp (na ploše přes 2 x 1 metr), který se s přidáním dalších panelů do systému násobí. Například systém čtyř zapojených panelů může dosáhnout celkového výkonu mezi 1 000 a 2 340 Wp, což by mohlo za rok pokrýt spotřebu elektřiny v rozmezí 1 až 2,34 MWh.

Další důležité parametry u fotovoltaických panelů

Určitě je dobré si vyžádat produktové listy od fotovoltaických panelů, které si chcete pořídit, protože v nich najdete spoustu užitečných informací.

• Teplotní koeficient (Pmax) – tento údaj ukazuje, jak dobře fotovoltaický panel pracuje ve vyšších teplotních podmínkách. Nižší teplotní koeficient znamená menší pokles výkonu panelu při zvyšujících se teplotách. To je zvláště důležité v horkých klimatických podmínkách, kde vysoké teploty mohou výrazně ovlivnit efektivitu solárního panelu. Panely s nižším teplotním koeficientem budou lépe udržovat svůj výkon během horkých dní, což vede k vyšší celkové produkci energie. Teplotní koeficient je vyjádřen v procentech na stupně Celsia (%/°C) a uvádí, o kolik procent klesne maximální výkon panelu (Pmax) při zvýšení teploty o jeden stupeň Celsia nad standardní testovací teplotu, která je obvykle 25°C. Typické hodnoty teplotního koeficientu pro solární panely se pohybují mezi -0,3 %/°C a -0,5 %/°C.

Příklad

Představme si dva solární panely, oba s maximálním výkonem 300 W při 25°C.

Jeden má teplotní koeficient -0,3 %/°C, druhý -0,5 %/°C. Při teplotě 35°C (tj. o 10°C vyšší než je běžná testovací teplota):

Panel s koeficientem -0,3 %/°C by měl pokles výkonu o 3% (0,3% × 10), což znamená výkon 291 W.

Panel s koeficientem -0,5 %/°C by měl pokles výkonu o 5% (0,5% × 10), což znamená výkon 285 W.

• Odolnost proti povětrnostním vlivům – odolnost solárních panelů vůči povětrnostním vlivům je klíčovým faktorem pro zajištění jejich dlouhodobé spolehlivosti a efektivity. V produktových listech jsou tyto vlastnosti často specifikovány jako mechanická zatížení, která by měl fotovoltaický panel vydržet. Zde jsou hlavní parametry, které je dobré sledovat:
  • Odolnost vůči zatížení sněhem (snow load) – tato hodnota, obvykle udávaná v Pascalech (Pa), ukazuje, kolik sněhu může panel bezpečně unést, aniž by došlo k poškození. Hodnoty až 5400 Pa jsou běžné pro panel, který je navržen tak, aby odolal nadměrné sněhové zátěži, což je klíčové pro instalace v oblastech, kde hrozí častější nánosy sněhu.
  • Odolnost vůči zatížení větrem (wind load) – tato hodnota vyjadřuje maximální nápor větru, který by měla konstrukce fotovoltaického panelu vydržet. Záporné zatížení až 2400 Pa znamená, že panel může odolat velmi silným větrům bez rizika poškození (to odpovídá vichřici o síle 130 km/h, která by strhla stromy a poškodila běžné střechy). Záporné zatížení se týká síly působící proti upevnění panelu, což je důležité pro zabezpečení proti vichřicím.
  • Odolnost vůči krupobití (hail resistance) – výrobci často testují své panely pro odolnost vůči krupobití vystřelováním ledových koulí na panel pod určitým úhlem a rychlostí (tzv. hail test – takto ostatně se pak jmenuje i parametr v produktových listech). Tato testování jsou zásadní pro oblasti, kde je vyšší objem srážek a vyskytují se zde častější krupobití, jelikož právě krupobití může způsobit vážné poškození povrchu fotovoltaických panelů. Tato hodnota pak obsauje popis zatížení krupobitím, které by měl solární panel bez problému vydržet (například solární panely AIKO mají hodnotu “hail test” definovanou jako “25 mm diameter hail at 23 m/s”. To znamená, že byly podrobeny při testech zatížení odpovídající kroupám o průměru 25 mm, které na panel dopadaly při rychlosti 23 m/s.

V produktových listech solárních panelů se často objevují termíny “kladné zatížení” a “záporné zatížení”, které se týkají mechanické odolnosti panelů vůči různým druhům vnějšího tlaku nebo síly. Tyto parametry jsou klíčové pro určení, jaké klimatické podmínky může panel bezpečně vydržet bez poškození. Význam kladného a záporného zatížení pro návrh a instalaci fotovoltaických panelů hraje důležitou rolu při výběru solárních panelů a je třeba zvážit obě tyto hodnoty a vzít v potaz také specifické a klimatické podmínky a charakteristiky místa možné instalace fotovoltaiky. Inženýři a projektanti musí zajistit, že konstrukční prvky systému (například montážní systém a kotvení) jsou dostatečně robustní, aby mohly odolávat maximálnímu očekávanému zatížení v dané lokalitě, a tím zaručit bezpečnost a dlouhodobou udržitelnost solárního systému. V praxi tedy tyto parametry zatížení přímo ovlivňují jak výběr materiálů a komponent, tak metody instalace solárních panelů, aby byla zajištěna jejich maximální odolnost v extrémních povětrnostních podmínkách. Pamatujte, že v produktových listech se uvádí maximální zatížení. V praxi je vhodné počítat s rezervou a produkt nenamáhat na jeho absolutní hranici. 

Kladné zatížení u fotovoltaických panelů –  kladné zatížení označuje sílu působící na panel směrem dolů. To může zahrnovat váhu sněhu nebo tlak v důsledku akumulace vody, ledového nánosu či jiných materiálů, které se mohou na panelech shromažďovat. V produktových listech může být specifikováno maximální kladné zatížení, například 5400 Pa (pascalů). Vyšší hodnota znamená, že panel je schopen vydržet těžší břemeno, což je důležité v regionech s hojnými sněhovými srážkami nebo vysokou úhrnou srážek.

Záporné zatížení u fotovoltaických panelů – záporné zatížení odkazuje na sílu působící na fotovoltaický panel směrem nahoru, což je typicky způsobeno silnými větry. Panel musí být schopen odolat sílám, které by ho mohly doslova “odtrhnout” nebo deformovat od jeho montážních bodů nebo konstrukce. V produktových listech může být uvedeno například záporné zatížení 2400 Pa (to odpovídá vichřici o síle 130 km/h, která by strhla stromy a poškodila běžné střechy). Tato specifikace je klíčová pro oblasti s vysokou frekvencí silných větrů, jako jsou pobřežní oblasti nebo otevřené pláně. Pro běžné použití v České republice je hodnota 2400 Pa dostatečná pro většinu standardních instalací.

• Maximální napětí systému (Vmax / Max System Voltage) – udává maximální napětí, na které může být solární panel připojen. Toto je důležité pro správné dimenzování solárního systému a volbu střídače. Maximální napětí také souvisí s bezpečnostními normami a regulačními požadavky. Správné napětí zajišťuje, že elektrické komponenty systému nebudou vystaveny většímu napětí, než na které jsou navrženy, což minimalizuje riziko zkratu/požáru/nehody. Výběr správného napětí ovlivňuje celkovou efektivitu a výkon fotovoltaického systému. Při správně dimenzovaném napětí může systém efektivněji převádět a přenášet energii, což zvyšuje celkovou účinnost výroby elektrické energie. Pro větší solární instalace, kde jsou panely spojeny do série pro dosažení vyššího napětí, je nutné zajistit, že kombinované napětí sériově zapojených panelů nepřesahuje maximální napětí, na které je střídač navržen. Tím se zajistí optimální výkon a spolehlivost celého systému. Hodnota Vmax je obvykle stanovena výrobcem solárního panelu na základě testování a certifikace produktu. Měří se za standardních testovacích podmínek a je uvedeno v technických specifikacích produktu (v technickém listu).
• Potential Induced Degradation (PID) – parametr Potential Induced Degradation (PID) značí jev, při kterém dochází k degradaci výkonu fotovoltaických solárních panelů v důsledku dlouhodobé expozice vysokému napětí. PID může vést k významnému snížení účinnosti a celkového výkonu solárního panelu, což může mít negativní dopad na ekonomiku celého solárního systému. PID je způsobeno elektrickým polem, které se vytváří mezi solárním článkem a skleněným krytem panelu. Toto pole může způsobit, že náboje (ionty) unikají z materiálu solárního článku do okolních materiálů, jako je sklo nebo potahová fólie. Tento únik nábojů vede k ztrátě schopnosti článku generovat elektrický proud, což se projevuje poklesem výkonu. Výběr kvalitních panelů s vysokou odolností vůči PID a správné dimenzování systému může pomoci zajistit dlouhodobou stabilitu a výkon solárního systému. Co se týče specifikace hodnot pro PID, běžně se uvádí procento degradace, které může nastat během prvního roku a následně roční rychlost degradace po tomto období. Konkrétní čísla mohou být různá v závislosti na výrobci, typu panelu a použitých materiálech. Někteří výrobci mohou poskytnout garantované hodnoty degradace, které zahrnují maximální očekávanou ztrátu výkonu způsobenou PID během určitého časového období, například po prvním roce a následně ročně. Například, výrobce může uvádět, že solární panel může zaznamenat pokles výkonu o 1 % první rok a poté o 0,5 % každý následující rok v důsledku PID. Tyto hodnoty jsou však pouze ilustrativní a konkrétní čísla se mohou lišit.
• Vmp (V) – značí napětí při maximálním výkonovém bodě. Parametr Vmp představuje napětí, při kterém solární panel produkuje svůj maximální výkon (Pmax). Toto napětí je kritické pro optimální výkon panelu a je měřeno za standardních testovacích podmínek. Správné napětí v bodě maximálního výkonu je zásadní pro výběr kompatibilního střídače a pro maximální efektivitu systému. Pokud je napětí panelu přizpůsobeno vstupním specifikacím střídače, zajistí to efektivní převod a minimalizaci energetických ztrát.
• Imp (A) – značí proud při maximálním výkonovém bodě. Imp je proud, který panel dodává při napětí Vmp. Jde o hodnotu proudu, při které panel dosahuje nejvyššího možného výkonu. Tento parametr je klíčový pro dimensionování spojovacích kabelů a ochranných zařízení jako jsou pojistky a ochranné spínače. Zajištění, že systémové komponenty mohou bezpečně zvládnout maximální proud, je základem bezpečného a efektivního provozu.
• Voc (V) – značí otevřené obvodové napětí. Voc” představuje napětí solárního panelu, když k němu není připojena žádná zátěž a neprodukuje žádný výstupní proud. Měří se při otevřeném obvodu, což znamená, že výstupní svorky panelu nejsou spojeny. Voc je obvykle vyšší než Vmp a je důležité pro návrh systému, zejména v chladnějším počasí, kdy napětí panelů může stoupat. Musí se totiž zohlednit, aby celkové napětí systému nesrovnalo nebo nepřesáhlo maximální hodnotu, pro kterou je střídač navržen.
• Isc (A) – krátkosměrný proud. “Isc” je maximální proud, který panel může vyprodukovat, když jsou jeho výstupní svorky zkratovány (není mezi nimi žádný odpor). Tato hodnota je měřena za optimálních světelných podmínek podobně jako ostatní parametry. Isc je užitečný pro ověření zdraví solárního panelu a pro návrh ochranných zařízení. Vyšší hodnoty Isc mohou znamenat vyšší riziko pro kabeláž a spoje v systému, proto musí být použity komponenty schopné zvládnout tento proud.
• Temperature Coefficients – teplotní koeficienty udávají, jak se změní určité vlastnosti solárního panelu v závislosti na změně teploty. Tyto koeficienty jsou obvykle udávány jako procentuální změna na stupeň Celsia (°C).
  • Power Temperature Coefficient – tento koeficient udává, jak se mění celkový výkon panelu s teplotou. To je kritický údaj, protože ukazuje, že výkon panelů se snižuje v teplejších podmínkách, což je důležité pro plánování výkonu solárního systému, zvláště v horkých oblastech. Například záporná hodnota -0.35%/°C znamená, že výkon panelu klesá o 0,35 % za každé navýšení teploty o 1°C .
  • Voltage Temperature Coefficient – tento koeficient ukazuje, jak se mění napětí panelu s teplotou. Vyšší teploty vedou k nižšímu napětí, což může mít vliv na celkový výkon systému, zejména v horkých klimatických podmínkách. Příklad – záporná hodnota -0.28%/°C značí, že napětí panelu mírně klesá, když teplota stoupá o každý 1°C.
  • Current Temperature Coefficient  – tento koeficient ukazuje, jak se mění proud generovaný panelem při zvyšující se teplotě. Tento efekt může částečně kompenzovat pokles napětí při vyšších teplotách, ale obecně je tento přírůstek menší a nedostatečný pro plné kompenzování ztrát v napětí. Příklad – kladná hodnota +0.05%/°C u fotovoltaického panelu značí, že proud mírně stoupá s každým stupněm zvýšení teploty.
• Tolerance –  tolerance výkonu uvádí rozsah, ve kterém může skutečný výkon panelu kolísat oproti jeho jmenovitému výkonu. Pokud zde vidíte hodnotu (0~+5w), tak to znamená, že výkon panelu může být až o 5 wattů vyšší než je jeho standardní specifikovaný výkon.
• Cables/connectors – jak již název napovídá, tak obsahuje specifikaci kabeláže a konektorů. Často zde najdete hodnoty jako 4mm² (IEC), (+):300mm,(-):300mm or Customized Length.
  • 4mm² – tato hodnota značí průřez kabelu v milimetrech čtverečních. Průřez kabelu ovlivňuje, kolik elektrického proudu může kabelem bezpečně procházet. Větší průřez kabelu může vést k menším ztrátám na přenosu a je schopen zvládat vyšší proud, což je důležité pro efektivní a bezpečný provoz solárního systému, zvláště při vyšších výkonech nebo delších vzdálenostech mezi panely a střídačem.
  • IEC – zkratka IEC označuje International Electrotechnical Commission. Tato mezinárodní organizace vytváří a publikuje mezinárodní normy pro všechny elektrotechnické, elektronické a související technologie. Normy IEC jsou široce uznávané a používané ve většině zemí světa a pokrývají široké spektrum technologií od energetiky, elektroniky po domácí spotřebiče a mnoho dalších. Zkratka IEC u kabeláže panelů značí, že je vše v souladu s normami stanovenými IEC. To zákazníkům dává jistotu, že kabely vyhovují mezinárodně uznávaným standardům pro bezpečnost a výkon.
  • MC4 compatible – MC4 konektory jsou standardní typ konektorů používaných pro fotovoltaické systémy. Jsou známé pro svou vysokou spolehlivost, odolnost vůči povětrnostním vlivům a snadnou instalaci. Kompatibilita s MC4 znamená, že kabely mohou být snadno připojeny k jiným komponentům solárního systému (například k jiným panelům, střídači, nebo bateriím), které také používají tyto konektory.
  • Length of Cable – tento údaj udává standardní délku kabelu dodávaného s panelem a toleranci této délky. „+300mm/-300mm“ znamená, že délka kabelu může být o 300mm delší nebo kratší než je standardní délka. Tato flexibilita v délkách je důležitá pro plánování a instalaci, protože umožňuje určitý stupeň přizpůsobení na místě. Například, když mohou být připojovací body střídače nebo rozvodné skříně umístěny o něco výše nebo níže vzhledem k místu, kde jsou panely uchyceny. Díky delší kabeláži u panelů není nutné přidávat další kabelové spojky, což by mohlo vést k potenciálním bodům selhání nebo zvýšeným elektrickým odporům. A zároveň pokud kabely budou příliš dlouhé, mohlo by to vést k nevzhledné instalaci nebo zbytečným nákladům. Správná délka kabelů tedy zajišťuje efektivitu a estetiku celého solárního systému.
  • V kontextu solárních panelů a kabeláže najdete ještě termíny „portrait“ a „landscape“, což značí orientaci kabeláže/panelů – jak jsou panely (a tedy i kabelové výstupy/konektory) umístěny a orientovány  vzhledem k zemi nebo střeše. Tato orientace ovlivňuje řadu aspektů, od instalace až po výkon solárního systému.
    • Portrait orientace znamená, že panel je instalován vertikálně, což znamená, že jeho delší strany jsou orientovány svisle. Tato orientace je často používána, když je prostor na střeše omezený nebo když konkrétní konfigurace střechy lépe vyhovuje vertikálnímu umístění panelů.
    • Landscape orientace naopak znamená, že panel je instalován horizontálně, s delšími stranami ležícími vodorovně. Tato orientace může být vhodnější pro širší střechy, kde je dostatek prostoru pro rozmístění panelů vedle sebe.

V produktových listech se můžete setkat také s pojmy STC (Standard Testing Conditions) a NOCT (Nominal Operation Cell Temperature).

• STC (Standard Testing Conditions) – představuje standardní testovací podmínky, jedná se o běžně používaný a uznávaný průmyslový standard pro testování výkonu fotovoltaických a solárních panelů. Pod těmito podmínkami jsou solární panely testovány za ideálních a konzistentních podmínek, což umožňuje srovnávat výkon mezi různými typy a značkami panelů.

Parametry STC zahrnují:

• • • Osvětlení 1000 W/m² (simulace přímého slunečního svitu).
    • Teplota článků 25°C.
    • Atmosférický masový koeficient (AM) 1.5, což odkazuje na standardní tloušťku atmosféry.

STC umožňuje standardizaci datových listů produktů, což zjednodušuje srovnání technických specifikací a výkonu mezi různými solárními panely. Výkon panelu udávaný za STC obvykle představuje “nejlepší možný scénář” a může být vyšší, než je pak skutečný výkon panelu v typických venkovních podmínkách.

• NOCT (Nominal Operation Cell Temperature) – představuje průměrné podmínky, pod kterými se obvykle solární panel nachází v reálném prostředí. Tento standard je zaměřen na poskytování realističtějšího pohledu na výkon panelu v běžných provozních podmínkách.

Parametry NOCT zahrnují:

• • • Osvětlení 800 W/m² (nižší než u STC).
    • Okolní teplota vzduchu 20°C.
    • Rychlost větru 1 m/s, což napomáhá chlazení panelů.

NOCT poskytuje realističtější odhad výkonu panelů v typickém venkovním prostředí, kde faktory jako teplota, osvětlení a chladicí efekty větru hrají roli. Data získaná za NOCT jsou obvykle nižší než data za STC, ale poskytují lepší odhad toho, jak bude panel fungovat u reálné instalace v reálných podmínkách.

V produktových listech u solárních panelů najdete samozřejmě ještě daleko více parametrů (každý produktový list je trošičku jiný, protože každý výrobce panelů má jiný formát produktových listů). Ale výčet výše by měl zahrnovat asi ty nejvíce důležité parametry, se kterými se v produktových listech můžete setkat.

Záruční podmínky a životnost solárních panelů

Při výběru solárních panelů je důležité se podívat na záruční podmínky, které nabízí výrobce, a také na to, jaký servis je k dispozici. Záruka na solární panely se v roce 2023 obvykle pohybuje mezi 10 až 30 lety. Délka záruky obvykle odráží kvalitu a spolehlivost panelů – čím lepší panely, tím delší záruku výrobce obvykle nabízí, včetně podpory zákazníkům (a instalačním firmám).

Sami asi uznáte, že se vám lépe budou řešit možné reklamace se zákaznickým servisem, který umí váš rodný jazyk. To samé pak platí, že je určitě lepší, když zde má daný značka lokální zastoupení a sklad – pro uplatňování reklamací a zasílání reklamovaných výrobků. Protože je určitě jednodušší řešit reklamaci na území ČR nebo alespoň v EU, než na druhém konci světa v Číně.

Záruka by měla pokrývat nejen výkon panelů, ale také materiál a konstrukci. Je důležité si uvědomit, že záruka neplatí pro škody způsobené neodbornou instalací nebo neautorizovanými úpravami.

Výrobci zpravidla poskytují dva druhy záruk – záruky na mechanické poškození (mechanické záruky) a na lineární výkon (tzv. výkonové záruky/záruky na lineární výkon), které určují, jak budou jednotlivé panely degradovat v čase s ohledem na svůj výkon (jak bude vypadat klesající křivka jejich účinnosti/výkonu panelů za několik let).

• Mechanické záruky – tyto záruky pokrývají fyzické poškození solárního panelu, které může být způsobeno vadami ve výrobě, materiálech nebo při instalaci. Mechanické záruky zaručují, že pokud dojde k poškození panelu v důsledku těchto faktorů, bude panel opraven nebo bezplatně vyměněn. Máte tak jistotu, že váš solární systém bude i nadále fungovat správně, pokud dojde k nečekanému poškození, které není způsobeno vnějšími vlivy, jako je extrémní počasí. Běžně poskytované mechanické záruky jsou poskytovány na cca 12-25 let (opět záleží na typu panelu a značce – každý výrobce poskytuje odlišnou délku záruk a stejně tak má i odlišné záruční podmínky – doporučujeme je proto vždy důkladně prostudovat).
• Záruky na lineární výkon – tento druh záruky se týká výkonu fotovoltaických panelů v průběhu času. Výrobci zaručují, že výkon fotovoltaických panelů klesne pouze o určité procento během stanoveného časového období. Obvykle je tato záruka poskytována na 15 až 30 let. Například záruka na lineární výkon může slibovat, že výkon panelu klesne maximálně o 20 % po 25 letech provozu. Tento typ záruky je, protože poskytuje jistotu, že solární panely budou efektivně vyrábět energii i mnoho let po instalaci a že zde nenastane žádný velký a nečekaný pokles výkonu. Hodně se také liší degradace v první roce a v následujících letech (i na tuto hodnotu je třeba se dívat v produktových listech, protože každé i půl procento výkonu dolů má velký vliv na to, kolik elektřiny budete vyrábět a za 5-10 let to může dělat opravdu větší částku). Níže opět přikládáme porovnávací tabulku solárních panelů, které využíváme v Energosolaru v porovnání s hodnotami běžného solárního panelu.

Doba, po kterou solární panely vydrží, také závisí na technologii, kterou výrobce používá. Na trh přicházejí nové technologie jako solární panely z amorfního křemíku, které jsou vhodné pro místa s menším množstvím slunečního svitu, průhledné solární panely, které mohou být umístěny na okna, technologie koncentrované solární energie pro stabilní výkon i v období slabého svitu, nebo perovskitové solární články s účinností až 30 % atd.. Tyto nové technologie často nabízejí lepší výkon nebo delší životnost (případně obojí). Je proto vhodné, pokud se v solárních panelech příliš nevyznáte, se o výběru nejlepšího řešení pro vaši solární elektrárnu poradit přímo s instalační firmou  nebo vaším dodavatelem či výrobcem fotovoltaických panelů, aby byla zajištěna optimální funkčnost a návratnost vaší investice do solární energie.

Samotné výkonové záruky však může být pro běžného spotřebitele těžko uplatnitelné z několika důvodů. Jde zejména o složité dokazování – museli byste mít opravdu po ruce komplexní data (v podstatě po dnech) a museli byste předložit jasné důkazy, které potvrzují, že výrobek neplní slíbené výkonnostní standardy a že výkon panelů nebyl ovlivněn jinými externími okolnostmi. To může vyžadovat odborné posudky nebo testování, což je časově i finančně nákladné. U menších výrobců fotovoltaických panelů z Asie je pak i složité uplatnit jakoukoliv reklamaci (jazyková bariéra, některé menší značky nemusí za pár let existovat apod.). Proto určitě doporučujeme nakupovat fotovoltaické panely od prověřených značek a dodavatelů, kteří mohou původ solárních panelů doložit a nakupovat ideálně fotovoltaické panely z TIER I (přečtěte si více o významu jednotlivých TIERů u solárních panelů). 

Výrobci fotovoltaických panelů, kteří se řadí do kategorie TIER I, jsou většinou velké a renomované firmy s globálním dosahem, které dodržují přísné evropské normy kvality a bezpečnosti. To znamená, že jejich produkty jsou vyrobeny tak, aby splňovaly nebo překračovaly standardy EU, což zahrnuje vše od environmentálních regulací až po bezpečnostní normy.

Výrobci solárních panelů z TIER I působí na globálním trhu dlouhodobě a mají stabilní finanční pozadí. Tyto firmy investují také významné částky do výzkumu a vývoje svých fotovoltaických panelů, což znamená, že jejich produkty jsou na špičkové úrovni technologie a kvality. Fotovoltaickým panelům z kategorie TIER I se dá důvěřovat v tom, že dosahují a udržují vysokou účinnost i po mnoha letech provozu. Solární panely z TIER I prochází důkladným testováním za akcelerovaných podmínek – například prochází termálním cyklováním, které ověřuje odolnost panelů proti extrémním teplotním změnám. Dále se provádí humidostatický test, testující odolnost proti vlhkosti a kondenzaci.

Kontrola materiálů u TIER I výrobců zahrnuje testování odolnosti proti různým povětrnostním vlivům, jako jsou UV záření, teplotní cykly a mechanické zatížení, aby se zajistilo, že panely vydrží náročné podmínky během svého celoživotního nasazení.

Mechanické testy zase zjišťují schopnost panelů vydržet fyzické nároky, jako je zatížení sněhem nebo větrem atd.

Firmy kategorizované jako TIER I obvykle nabízejí robustnější záruční podmínky. Tyto záruky nejenže pokrývají delší časová období, ale často TIER I výrobci mají obvykle širokou síť servisních center a distribučních partnerů po celém světě, kde lze pak uplatnit i záruku nebo řešit další požadavky.

Výrobci solárních panelů klasifikovaní jako TIER I se skutečně vyznačují nejen vysokou úrovní kontroly výrobních procesů, ale také pečlivým výběrem a kontrolou použitých materiálů. Díky tomu, že tito výrobci podléhají pravidelným a přísným auditům, je zajištěna konzistence kvality a spolehlivost jejich fotovoltaických produktů. To zahrnuje jak kvalitu samotných solárních článků, tak i další komponenty jako jsou rámy, sklo a zapojení. Tzn. nestane se vám, že budete mít fotovoltaické panely, které nemají deklarované vlastnosti nebo nebyly vyrobeny z vhodných materiálů.

Právě použití kvalitních materiálů je klíčové pro dlouhodobý výkon a odolnost solárních panelů, což přímo ovlivňuje jejich efektivitu a životnost. 

Investice do kvalitních materiálů a důkladná kontrola jejich zpracování jsou jedním z důvodů, proč produkty od TIER I výrobců představují bezpečnou a spolehlivou volbu pro zákazníky po celém světě. Tato pečlivost a důslednost v procesu výroby a materiálové kontrole poskytuje uživatelům vyšší míru jistoty a zároveň zvyšuje hodnotu jejich investice do solární energie.

Reklamace fotovoltaických panelů u výrobce – kdy je to třeba?

Obecně platí, že v Evropské unii má zákazník právo na reklamaci zboží přímo u výrobce, pokud původní prodejce (tedy firma, která panel prodala nebo instalovala) ukončila svou činnosti nebo již neexistuje. Toto právo je zajištěno zákony o ochraně spotřebitele, které jsou platné ve všech členských státech EU. Tato legislativa zahrnuje práva na reklamaci vadného zboží, která se vztahují nejen na prodejce, ale mohou být za určitých okolností uplatňována i vůči výrobci.

Pokud by instalační/distribuční firma, od které jste zakoupili solární panely ukončila svou činnost, odpovědnost za vyřízení reklamací těchto panelů tak přechází na výrobce. To znamená, že v případě zjištění vad na produktech byste měli kontaktovat přímo výrobce panelů. Proces reklamace u výrobce může zahrnovat poskytnutí dokladu o koupi, popis závady, fotografie či jiný důkaz vadného produktu. Výrobce by měl mít vlastní servisní nebo záruční podmínky, které definují, jak se postupuje v případě reklamace. Důležité je také zkontrolovat, zda je reklamace stále v rámci záruční doby stanovené výrobcem.

Pokud znát více informací ohledně nejenom životnosti solárních panelů, ale chcete také vědět, jak probíhá recyklace fotovoltaických panelů, baterií a dalších komponent, přečtěte si článek níže.

Jaká je životnost fotovoltaických panelů, jak se recyklují solární panely a kdo je zodpovědný za likvidaci fotovoltaiky?

Kolik místa/plochy zaberou fotovoltaické panely na střeše?

Celková plocha potřebná pro instalaci solárních panelů závisí také na typu střechy. Na šikmých střechách typicky zabere 1 kWp výkonu přibližně 5 m², zatímco na plochých střechách může zabírat až 10 m². Toto zdvojnásobení plochy u plochých střech je dáno potřebou instalovat panely pod menším sklonem a udržovat mezi nimi větší rozestupy, aby si panely mezi sebou nestínily.

Typická fotovoltaická elektrárna o výkonu 10 kWp zabere na šikmé střeše přibližně 50 m², zatímco na ploché střeše až 100 m². Pokud máte dostatečně velkou střechu, nejsou pro vás ve většině případů omezení co do velikosti instalace. To může vést k situacím, kdy domácnosti investují do předimenzovaných fotovoltaických elektráren. I když větší instalace může znamenat vyšší dotace, jsou tyto systémy dražší a pokud nevyužijete většinu vyrobené elektřiny, prodlouží se doba návratnosti investice.

Ideální je maximálně využít vyrobenou elektrickou energii přímo v domácnosti, například na ohřev vody, a přebytky energie ukládat do baterií. Je vhodné přizpůsobit své spotřební návyky, aby došlo k maximálnímu využití solární energie během dne – například vaření nebo používání pračky a myčky, což lze s dnešními chytrými spotřebiči snadno naplánovat.

Přebytečnou energii je možné také prodávat do elektrické sítě, i když výkupní ceny nejsou vždy výhodné. Budoucnost může přinést změny díky komunitní energetice a sdílení energie mezi sousedy nebo firmami, které by mohly efektivněji využívat lokálně vyrobenou energii, ačkoliv v této oblasti ještě chybí rozsáhlé praktické zkušenosti.

Sdílení elektřiny nejspíše až ve třetího čtvrtletí příštího roku. Vyčleněno je 98 milionů korun a získat lze od 600 tisíc do 3 milionů korun

Počet potřebných solárních panelů podle počtu osob ve vaší domácnosti

Zajímá vás, jak si můžete jednoduše spočítát optimální množství fotovoltaických panelů právě pro vaši nemotivost?

Při plánování instalace solárních panelů pro rodinný dům je důležité vzít v úvahu několik základních faktorů, jako je roční spotřeba elektřiny, výkon vybraného typu solárního panelu, geografická poloha domu a účinnost celého solárního systému.

• Roční spotřeba elektřiny – začněte zjištěním vaší roční spotřeby elektřiny, kterou najdete v ročním vyúčtování od vašeho dodavatele energie. Průměrná domácnost v České republice spotřebuje kolem 4 000 – 4 500 kWh ročně, ale skutečná spotřeba se může lišit v závislosti na velikosti domácnosti a také energetických návycích domácnosti a životního stylu.
• Výkon solárního panelu – pro naše účely použijeme pro výpočet solární panely DAH Solar s výkonem 585 Wp.
• Geografická poloha – množství slunečního záření se liší v závislosti na geografické poloze. Čím více slunečního svitu vaše lokalita obdrží, tím vyšší výrobu energie můžete od panelů očekávat. Tyto informace ohledně počtu slunečních dní jsou veřejné. V České republice, i když nemáme tolik slunečních dní jako oblasti blíže k rovníku, je stále dostatek sluneční energie, aby se investice do fotovoltaiky vyplatila (viz mapa níže a vývoj slunečního svitu v letech i možná prognóza na další roky).Více se dozvíte také v našem dalším článku: Jak funguje fotovoltaika v zimě, během léta nebo v šeru?

• Účinnost systému – při výpočtech počítejte s účinností systému okolo 80 %, což zahrnuje ztráty způsobené konverzí energie a dalšími faktory.

Pro náš vzorový příklad vezmeme domácnost s průměrnou roční spotřebou 4 000 kWh a solárními panely o výkonu 585 Wp. Předpokládáme, že jeden kilowatt peak (kWp) instalovaného výkonu dokáže za rok vyrobit přibližně 1 100 kWh elektřiny, což je typická hodnota pro Českou republiku.

Výpočet:

• Počet fotovoltaických panelů = (roční spotřeba elektřiny / (výkon panelu * účinnost FVE))
• Počet fotovoltaických panelů = (4 000 kWh / (585 Wp * 0,8)) = 8,55

Pro instalaci by tak bylo třeba cca 8-9 solárních panelů.

Samotný modelový výpočet slouží jen pro snazší pochopení, jak by se dalo zhruba postupovat a jedná se o velké zjednodušení celé problematiky. Samotný výpočet optimálního množství panelů pro každou domácnost je však daleko složitější a jelikož každá domácnost má jinou spotřebu, dispozici střechy, jiné návyky i očekávání od solární elektrárny, promítá se zde daleko více proměnných.

Počet potřebných solárních panelů dle počtu osob ve vaší domácnosti

Při určování počtu solárních panelů pro rodinný dům je důležité brát v úvahu průměrnou spotřebu elektřiny, která úzce souvisí s počtem osob žijících v domácnosti. Každý člen domácnosti přispívá ke spotřebě energie, což ovlivňuje celkovou potřebu solární energie.

• Pro jednočlennou domácnost, která obvykle spotřebuje méně energie, se odhaduje potřeba mezi 4 až 6 solárními panely o výkonu 585 Wp, aby bylo možné pokrýt většinu nebo všechny energetické potřeby.
• Čtyřčlenná domácnost s vyšší celkovou spotřebou energie by mohla potřebovat přibližně 13 až 17 panelů této velikosti.
• Větší domácnosti, které mají pět a více členů, čelí ještě větší spotřebě energie. Pro tyto domácnosti se doporučuje instalace 17 a více solárních panelů o výkonu 585 Wp.

Při plánování instalace je vhodné zvážit roční spotřebu elektřiny vaší domácnosti a místní úroveň slunečního záření. Pro přesné určení optimálního počtu a velikosti solárních panelů určitě doporučujeme konzultovat s odborníkem na solární energii, který vám pomůže přizpůsobit celý solární systém individuálním potřebám vaší domácnosti.

Počet potřebných solárních panelů (585 Wp) dle počtu osob v domácnosti pro standardní fotovoltaiku

Samotný modelový příklad výpočtu potřebného množství fotovoltaických panelů slouží jen pro snazší pochopení, jak by se dalo zhruba postupovat a jedná se o velké zjednodušení celé problematiky. Samotný výpočet optimálního množství panelů pro každou domácnost je však daleko složitější a jelikož každá domácnost má jinou spotřebu, dispozici střechy, jiné návyky i očekávání od elektrárny, promítá se zde daleko více proměnných.

Počet solárních panelů potřebných pro ohřev vody

Počet (a typ) solárních panelů potřebných pro ohřev vody závisí na více okolnostech (velikosti bojleru, odpor patrony) a také na tom, zda se jedná o řešení srze dotace nebo řešení bez dotace). Níže najdete orientační

Pozn. Jedná se pouze o odhad a pro přesnější stanovení počtu panelů nás stačí kontaktovat!

Vliv sezónních změn na výkon solárních panelů

Při plánování instalace solárních panelů je nutné zvážit řadu faktorů, nejen celkovou spotřebu energie a výkon jednotlivých panelů. Důležité je také brát v úvahu lokální podmínky, které mohou výrazně ovlivnit celkovou efektivitu systému. Tyto podmínky zahrnují sezónní změny, optimální úhel natočení panelů, a přítomnost překážek způsobujících stínění.

Jaro a léto:

• Vysoká intenzita slunečního záření – v letních měsících, kdy je slunce vysoko a dny jsou delší, solární panely obvykle vykazují vyšší výkon díky zvýšené intenzitě slunečního záření.
• Teplo – přestože sluneční svit je intenzivnější, extrémní teploty mohou paradoxně snížit účinnost solárních panelů, protože při vyšších teplotách klesá výkon polovodičových materiálů.
• Přítomnost prachu a nečistot – během suchých jarních a letních měsíců se na solárních panelech může usazovat prach a další nečistoty. Ty mohou snižovat účinnost panelů tím, že blokují světlo, které by jinak bylo přeměněno na elektrickou energii. Pravidelné čištění panelů může pomoci udržovat jejich vysoký výkon.
• Vliv okolní vegetace – v letních měsících, kdy rostliny rychle rostou, může dojít k tomu, že stromy a keře začnou zastiňovat solární panely, zejména pokud nebyly pravidelně prořezávány. Zastínění má výrazný negativní dopad na produkci energie. Proto je třeba k panelů instalovat také výkonové optimizéry, které slouží nejenom právě k odstranění problémům se zastíněním panelů a k dosažení vyššího výkonu u solárních panelů, ale slouží jako bezpečnostní prvek u elektrárny.

Podzim a zima:

• Nižší intenzita slunečního záření – během podzimu a zimy jsou dny kratší a slunce stojí nižší nad obzorem, což vede k nižší produkci energie. Podzim a zima jsou často spojeny s větším množstvím oblačných dnů, což znamená méně přímého slunečního záření dosahujícího na solární panely. Oblačnost může dramaticky snížit efektivitu fotovoltaických systémů.
• Sněhová pokrývka – sníh může zabránit slunečnímu světlu v dosažení fotovoltaických článků, což znamená, že panely nemohou produkovat energii.
• Nízké teploty – ačkoliv nízké teploty mohou teoreticky zvýšit účinnost panelů, nedostatek slunečního světla a kratší dny obecně snižují celkový výkon.
• Vítr a poškození – silnější (pod)zimní větry mohou na panelech zanechat špínu, listí a jiné nečistoty, které blokují světlo a snižují efektivitu. Kromě toho mohou větrné bouře způsobit mechanické poškození, jako jsou praskliny nebo odtržení panelů od jejich montážních systémů.

Je důležité pochopit, jak tyto faktory ovlivňují výkon solárního systému, abyste mohli správně dimensionovat počet a uspořádání panelů ve vašem solárním systému. Pro nejlepší výsledky je doporučeno konzultovat s odborníkem, který pomůže určit optimální konfiguraci na základě specifik lokality a vašich energetických potřeb.