Nové technologie míří do budoucnosti

Fotovoltaický panel v nejjednodušší podobě sestává z trojvrstvých článků amorfního křemíku, který má v našich podmínkách výtěžnost asi od 850 do 1100 kWh/kWp za rok, když podle lokality dopadne na 1 m² vodorovné plochy zhruba 950 až 1340 kWh energie. Počet aktivních slunečných hodin v roce se pohybuje podle ČHMÚ v rozmezí 1331 až 1844, z jiných pramenů dosahuje dokonce 2100 hodin.

Dnešní systémy jsou samostatné a nepotřebují žádnou obsluhu. Panely jsou vybaveny automatikou mikroprocesorů k řízení síťového střídače. Dokonalý střídač firmy SMA v beztransformátorovém provedení se nabízí ve třech výkonových třídách a dodává se s integrovaným DC výkonovým odpínačem ESS. Standardně je montuje společnost KOROWATT, která již dodala rozsáhlé elektrárny na střechách. Vlastní FV panely s hermetickým zapouzdřením solárních článků musí zajišťovat dostatečnou mechanickou a klimatickou odolnost (např. vůči vichřici, krupobití, mrazu). V rozmanitých konstrukcích solárních panelů nalezneme nejčastěji speciální kalené sklo, které odolává i silnému krupobití.

Na českém trhu již působí také řada českých firem, které dodávají fotovoltaické panely a na klíč celé soustavy vytápění objektů včetně instalace. Tyto systémy fungují rovněž zcela automaticky v propojení s veřejnou elektrovodnou sítí.

Společnost SOLEG je výhradním dovozcem špičkových německých značek SolarWorld a Sovello, skandinávské značky Rec Solar a strategickým partnerem německé značky Schott.

Hodonínská firma SolarPower nabízí pět typů fotovoltaických panelů a devět typů sestav solárních elektráren s výkonem od 1,64 kWp až do 46,74 kWp. Fotovoltaické panely KIOTO KPV 185 PE až 205 PE, vyráběné v Rakousku, splňují s předstihem požadavky EU. Dodávají se v rámu z hliníkové slitiny v rozměrech 1507 x 992 x 33 mm a s připojovací krabicí.

Dalším dodavatelem je firma SUNkrystal v Novém Městě nad Metují, která dodává kompletní elektrárny a systémy pro budovy a drobné stavby s instalací fotovoltaických panelů na střechy. Jejich výstupní výkon je až o 10 % vyšší než u běžných panelů a přináší návratnost investice již za 6 až 7 let.

Zisk garantovaný státem

Nemluvě o nesporných ekologických přínosech plynou výnosy z malých slunečních elektráren na střeše přímo do domácností i do kapes majitelů rodinných domů. Je to důsledek zákona č. 180/05 Sb., z něhož vyplývá povinnost pro provozovatele přenosové nebo distribuční soustavy připojit fotovoltaický systém a veškerou vyrobenou elektřinu (na kterou se vztahuje podpora) vykoupit. Výkup nyní probíhá za cenu 14 Kč, určenou Energetickým regulačním úřadem, zatímco za elektřinu z větru se dostane jen 2,40 Kč. Státu však začíná dělat podpora sluneční energie problémy, jelikož výkupní cena sluneční energie v některých oblastech ekonomicky vede k prodražování elektřiny, pokud se objeví nutnost posilování vedení. Podle platných pravidel však nesmí Energetický regulační úřad snížit výkupní cenu elektřiny z obnovitelných zdrojů více než o pět procent za rok. Investoři solárních elektráren se proto snaží dokončit co nejvíc projektů ještě letos nebo příští rok. Jen letos chtějí spustit solární parky o celkovém výkonu kolem 200 megawattů, což je více než trojnásobek toho, co bylo dosud postaveno.

Tato technologie vede k začleňování fotovoltaických systémů do střech a fasád a významně přispívá k modernímu vzhledu budov a ke snížení nákladů na jejich instalaci. Solární panel v mnoha různých podobách inspiroval architekty a konstruktéry ke zcela novým a často atraktivním řešením a ovlivnil dokonce celé koncepce budov. Střechy přestávají stačit a došlo i na fasády budov. Část běžné energetické spotřeby je budova schopná krýt z vlastní produkované energie. Slibné je také využití na oknech budov, kde kromě získané energie může solární panel přispět i k regulaci světelných podmínek a k odfiltrování UV záření. Pro tyto aplikace se zkoušejí tzv. tenkovrstvé solární články z velmi tenkých vrstev amorfního křemíku nebo dalších exotických materiálů, jako je CdTe.

Uplatní se i nanovlákna

Po objevu polovodivých polymerů se podařilo využít tzv. fullerenů k tisku na PET fólie. Společnost Konarka technologies zavedla výrobu tištěných elastických fólií Power Plastic. Účinnost se zvyšuje nanotechnologií nanášeným směsným „inkoustem“ s obsahem Cu, In, Ga a Se.

Do panelů Nanosolar z polymerového podkladu se implantují PIN diody z amorfního křemíku. Až o třetinu vyšší účinnost, zejména při zatažené obloze, mají články Uni-Solar s trojicí polovodičových přechodů na nosné nerezavějící oceli, snášenlivé s asfaltovými nátěry střech. Poslední novinkou jsou solární panely H-AS s ještě slabší vrstvou polymorfního křemíku. Nahrazení nanočástic nanovlákny vede k lepší propustnosti dopadajícího světla a obrovský měrný povrch materiálu snižuje ztráty při přenosu elektronů skrze unikátní strukturu nanovláken.

Jedna z nejslibnějších technologií pro solární články je založena na využití oxidu titaničitého (TiOą). Tento typ článku pracuje na velmi zajímavém konceptu obarvení TiOą vhodným barvivem a principu podobném procesu fotosyntézy v přírodě. Při poměrně úzké oblasti světelného spektra slunečního záření se totiž současné polovodičové články nemohou rovnat čtyřicetiprocentní účinnosti rostlinné fotosyntézy. Řada vědců se pokouší zvýšit účinnost konverze sluneční energie na energii elektrickou. Velikost povrchu TiOą ovlivňuje množství barviva napojeného na jeho povrch. Nyní firma Elmarco dokončuje vývoj nového typu solárního článku na bázi nanovláken z TiOą s velkým měrným povrchem a specifickými polovodičovými vlastnostmi. Tato nanovlákna lze vyrobit pomocí technologie Nanospider™ firmy Elmarco. Užívá se unikátní technologie elektrospinningu, která je jedním z výsledků práce vědců na Technické univerzitě v Liberci.

Tato metoda se hodí nejen k výrobě celé škály polymerních nanovláken, ale i nanovláken z anorganických materiálů. Podstatou je nahrazení nanočástic nanovlákny s důsledkem zlepšení účinnosti konverze solární energie na energii elektrickou, přičemž hlavním důvodem tohoto zlepšení je lepší propustnost dopadajícího světla při zachování obrovského měrného povrchu materiálu a snížení ztrát při přenosu elektronů skrz unikátní strukturu nanovláken. Takový solární článek má sice o něco menší účinnost než klasické křemíkové solární články při plném slunečním osvětlení, ale jeho výroba je velmi racionální.

(še)

Komerční příloha