Novákoviny

V principu představují fotovoltaické panely bezmála elektrárnu snů. Nejenže nepotřebují nedostatkové a drahé suroviny, ale ani údržbu a obsluhu, navíc neznečišťují životní prostředí a jsou absolutně čisté. Přitom energie, která dopadá na střechu průměrného rodinného domku, by stačila pokrýt spotřebu jeho obyvatel několikrát. Proč tedy panely už dávno na všech střechách nejsou?

 Mimo jiné i proto, že u křemíkových článků, které jsou běžně na trhu, dosahuje účinnost přeměny světla na elektřinu jen asi 15 procent. Existují sice i panely s lepšími parametry (například využívající arsenid galia), jenže ty jsou drahé. Vývoj se proto ubírá dvěma směry - buď k panelům, které by byly při ještě přijatelné ceně mnohem výkonnější, nebo k takovým, které by sice nevynikaly účinností, zato by byly levné. Své uživatele najdou oba typy.

Například firma US Ovonic vyvíjí tenkou fólii ze speciálního plastu potaženého amorfním křemíkem. Lze ji zmačkat a zase narovnat, aniž by ztratila funkčnost. Podobným směrem se ubírá i tým z Univerzity v Torontu. Vyvinul technologii umožňující solární články nastříkat na jakýkoliv povrch, včetně textilních vláken. Chtějí dosáhnout účinnosti až 30 procent.

V jiných laboratořích vědci křemíku moc nevěří. Skupina Michaela Graetzela ze švýcarského Federálního institutu technologie v Lausanne vyvinula velmi tenkou polovodivou vrstvu nanokrystalů kysličníku titaničitého, která má účinnost 11 procent. Půjde ji levně nanášet na okenní tabule, na stavební prvky i tkaniny. Autoři tvrdí, že k zahájení komerční výroby by mohlo dojít už do tří let.

Badatelé z Massachusettského technologického institutu (MIT) si zase vzali vzor z Pepka námořníka: vyvinuli článek, který sluneční energii získává pomocí špenátu. Přiznávají ovšem, že lze používat i jiné rostliny - po špenátu sáhli jen díky jeho láci. Bílkovinné komplexy v chloroplastech rostlin jsou totiž vlastně miniaturní elektronické obvody – jde jen o to je propojit tak, aby místo cukrů vyráběly přímo elektřinu."

V dalších laboratořích se vydali hledat nové principy článků do ještě větších hlubin mikrosvěta. Craig Grimes na Pennsylvania State University vyvíjí metodu "pěstování" uhlíkových nanovlákem s průměrem několika mikronů, které jsou obaleny vrstvou kysličníku titanu nebo zinku. Podobnou cestou se ubírají takéŹ

výzkumníci University of Notre Dame v Indianě a na mnoha dalších místech. Uplatnění nanostruktur totiž nabízí možnost vytvořit články současně účinné a lehké. A pokud se podaří drahé sloučeniny nahradit organickými polymery a zavést sériovou výrobu, tak možná budou i překvapivě laciné.

Vývoj fotovoltaických článků tedy míří mnoha různými cestami, z nichž většina je na samém začátku. Zastánci alternativních zdrojů v souvislosti s tím tvrdí, že kdyby se do něj vložilo tolik prostředků, kolik pohltil jaderný výzkum, měli bychom levnou a čistou energii ze slunce už dávno.

Střecha, která vydělává a svítící okno

Podle optimističtějších předpovědí by se lehké fotovoltaické fólie by se měly na trhu objevit už za několik let a mají přinést skutečnou revoluci. Místo drahých nosných konstrukcí, montáží, statických posudků a dalších nepříjemností bude stačit pouze rozvinout solární plachtu a začít získávat elektřinu - kdekoliv.

Obejít náročnou montáž drahých fotovoltaických panelů však lze do značné míry už dnes. Na trhu se vyskytuje několik systémů se s integrovanými články, které nepotřebují žádnou nosnou konstrukci a některé jsou dokonce i do určité míry pružné.

Například střešní krytina Evalon V-solar obsahuje kovovou fólii pokrytou tenkou vrstvou amorfního křemíku, kterou chrání průsvitný polymerový obal. Při rekonstrukcích se pokláná na původní kovové či jiné ploché krytiny, u novostaveb se skrz vrstvu tepelné izolace připevňuje na dřevenou střešní konstrukciŹ

místo jakékoliv běžné krytiny. Montáž je jednoduchá, rychlá, a tedy i levná. Současná cena (i s DPH včetně montáže, materiálu, připojení k elektrické síti atd) se pohybuje okolo 8 tisíc Kč na čtvereční metr, výrobce uvádí životnost minimálně 25 let. Za současných výkupních cen alternativních energií tedy časem uhradí i náklady na své pořízení.

Společnost Sharp Electronics se chystá nabídnout jiný fotovoltaický stavební prvek. Její výrobek LumiWall slouží k vytváření velkoplošných skleněných ploch, které ve dne v sobě obsahují jak účinné fotovoltaické články, tak diody emitující světlo (LED). Na první pohled obyčejné okno nebo skleněná fasáda s kouřovým sklem ve skutečnosti přes den vyrábí elektrickou energii, uskladňuje ji do připojených baterií a v noci pak vydává uvnitř místnosti v podobě světla. Světelné plochy LumiWallu také mohou mít různou barevnost a uspořádání. Nabízejí proto architektům možnost dotvořit výtvarnou podobu interiérů i exteriérů budovy, nebo je lze využít k reklamě

Strategie pro budoucnost

Při úvahách o tom, zda fotovoltaiku na dům pořídit nebo ne, asi dnes není úplně správné používat jen ekonomická hlediska – i první automobily byly dražší, nespolehlivější a méně efektivní než koně. Nadšenci, kteří se dnes do fotovoltaiky vrhají, uvažují přibližně takto: nejdřív je třeba probudit zájem stavebníků a výrobců, s rostoucí sériovostí výroby se bude zlepšovat i ekonomická efektivnost. Pokud si jednou nechceme svou "prosperitu" užívat jako většina obyvatel "asijských tygrů" mezi superměsty, supertovárnami a supersmetišti, jsou alternativní zdroje jedinou nadějí na důstojné prostředí.

Jinými slovy, pořízení fotovoltaických panelů na dům je dnes stále ještě spíš víc rozhodnutí srdce než peněženky. Pro první sbírání zkušeností proto stačí spíš menší systém s klasickými pevnými panely z monokrystalického nebo polykrystalického křemíku. Ani on však při správném provozování neznamená vyhozené peníze, protože ceny energií zcela nepochybně porostou.

Z hlediska ekenomické efektivnosti je zajímavý trend nahrazovat klasické stavební prvky solárními. Mají podobu střech, fasád, ale třeba i markýz, parapetů atd. Ve vyspělém zahraničí se objevují ve stále větší míře na běžném trhu už dnes, lze jen doufat, že i u nás najdou své odběratele.

Jiným zajímavým trendem je rostoucí zájem o tzv. sledovače slunce - zařízení, které článkem otáčí v průběhu dne. Díky tomu se účinnost ve srovnání s napevno instalovanými články zvyšuje až o 30 procent. Nevýhodou však jsou dodatečné investice a větší nároky na plochu, kde bude zařízení umístěno. Mizí také jedna z velkých výhod klasických pevných panelů, totiž bezporuchovost. Totéž platí i o koncentrátorech záření - odrazných plochách, často pohyblivých.

Ve vzdálenější budoucnosti se ve fotovoltaice začnou stále více uplatňovat nové materiály s vyšší účinností, nižší cenou a jednoduchou montáží. Kdy se tak stane ale do značné míry závisí i na tom, jak se rozeběhne získávání sluneční elektřiny za pomoci dnes dostupných prvků.

Jan A. Novák

You have no rights to post comments