Perspektivy fotovoltaiky

Největší předností fotovoltaiky je univerzální použití. FV systémy je možné používat v široké řadě výkonů, od zlomků wattu až po megawattové elektrárny, prakticky kdekoli na povrchu Země i ve vesmíru, a to v celé řadě domácích, průmyslových a komunálních aplikacích. Podobně jako moderní telekomunikační systémy dovolují spojení i s nejzapadlejším koncem Země, bez použití drátů, fotovoltaika dává podobnou možnost – energii kdekoli. Předpokládá se, že se obě tyto techniky stanou nejdůležitější základnou pro vývoj rozvojových zemí, které potřebují jak přístup k informacím, tak k energii v decentralizované formě, bez nutnosti výstavby drahé konvenční infrastruktury. Fotovoltaika, podobně jako mikroelektronika, má obrovský potenciál ke snížení spotřeby materiálů na vlastní výrobu a tím ke snížení výrobních nákladů. Dosavadní vývoj potvrzuje tuto schopnost. Zatím malé (v porovnání s ostatními zdroji) využití přináší perspektivu masového rozšíření, výroby a poklesu nákladů. Technologický rozvoj je také významným hnacím motorem. FV systémy pracují s vysokou spolehlivostí. Potvrzují to desítky tisíc už instalací na celém světě, z nichž některé pracují více než 30 let. Účinnost přeměny světla v elektřinu je stále na stejně vysoké úrovni. Přitom jsou tyto systémy použity i v klimaticky velmi obtížných oblastech jako jsou rovníkové a tropické klima, vysoké hory, osady u polárního kruhu, přímořské oblasti nebo objekty přímo na moři (lodě, majáky, ropné plošiny). Přínosy pro životní prostředí vyplývají z vlastního principu činnosti, tedy přímá přeměna sluneční energie na energii elektrickou. Odpadá tedy spalovací proces, nutnost chlazení, mazání a podobně, následně pak nutná manipulace a uskladňování odpadů. Pokud pohlížíme na fotovoltaiku z pohledu produkce elektrické energie, je v současné situaci konkurenceschopná za těchto podmínek: místo izolované od sítě, menší nároky na příkon a menší nároky na spotřebu. Zbudování přípojky je nákladnou záležitostí a dá se říci, že i několika kW fotovoltaický systém se vyplatí při vzdálenosti nad 1 km od přípojného místa. Náklady na vedení v obtížném terénu nebo podzemní vedení bývají větší. Je zřejmé, že náročnější přístroje na příkon si vyžadují vyšší výkon fotovoltaického systému. Co se týče domácích spotřebičů, dnes již je k dispozici dostatečný sortiment zařízení s minimálním příkonem. Vyšší požadavky na příkon může krýt záložní diesel agregát, jak je patrné na blokovém schématu. Fotovoltaika a využití v architektuře Moderním, u nás však začínajícím přístupem (ne ve světě!), je začlenění fotovoltaiky do architektury nebo dokonce integrace do stavebních prvků, kde je nutné posuzovat cenu fotovoltaiku nejen podle přínosu energie, ale také jako substitut stavebních konstrukcí. V souhrnu si představme někeré architektonické možnosti. Střechy Velkoplošné FV panely jako náhrada krytiny Malé FV moduly na střešních taškách Krytina typu Eternit s integrovanými FV moduly Světlíky Polopropustné FV panely konstrukce sklo-sklo Zakázkové FV panely požadovaných tvarů Fasády Standardní FV panely montované na fasády Integrální FV moduly do skleněných fasád Okenní polopropustné žaluzie Pevně instalované částečné stínění proti přímému slunci FV žaluzie s proměnným sklonem Na transparentních příkladech je zřejmé, že využití fotovoltaiky přináší nejenom energetický profit (který stavební prvek vyrábí elektřinu), ale také nový architektonický styl, úspěšně nahrazující tradiční materiály a jejich užitné vlastnosti. Slunce může dodávat prostřednictvím fotovoltaických modulů elektřinu. Ale ne všechna energie slunečního záření se spotřebuje k přeměně na elektřinu. Monokrystalické křemíkové články, které se používají pro výkonové instalace využívají část slunečního spektra v intervalu vlnových délek 0,38 až 1,1 mikrometru. Větší vlnové délky infračerveného záření křemíkem procházejí. Na toto je nutné pamatovat při použití FV na pláštích, světlících nebo střechách budov. Je výhodné využít tepelné záření procházející křemíkem například k ohřevu vzduchu mezi pláštěm a zdí. Při přeměně světla v elektřinu dochází také ke vzniku tepla. Rovněž tuto tepelnou energii můžeme a vlastně měli bychom využít, protože s rostoucí teplotou klesá výkon FV zdroje. Je vhodné zajistit chlazení FV prouděním vzduchu ze zadní strany panelu. Celková cena stavby bude jistě nižší integrací FV jako konstrukčního prvku. Šetříme jiný materiál a navíc získáváme elektřinu a teplo. Narozdíl od tradičních kostrukcí lze integrovanými fotovoltaickými moduly krýt část spotřeby elektrické energie. Vhodným příkladem je například hala požární zbrojnice v Holandsku, v jejíž střešní krytině jsou integrovány fotovoltaické moduly o celkovém výkonu 24 kWp. Střecha tak plní nejenom tradiční funkci, ale je také zdrojem elektrické a širších souvislostech i tepelné energie. Směr k novému image Každá firma a společnost má svůj název, své logo, proč by nemohlo být přímo logo sestaveno ze solárních článků? Se zajímavou myšlenkou přišla společnost Solartec, jde o využití fotovoltaických modulů k sestavení loga společnosti. Vyčleňuje tím tak novou roli fotovoltaice a to jako estetického prvku, který dodává „corporate identity“ image společnosti otevřené moderním technologiím a šetrného vztahu k přírodě. Barevnosti jednotlivých článků se dociluje složitým chemickým procesem, kdy se vrstvením nitridu křemíku docílí požadované barevnosti. Není možné docílit pestré škály barev, ale pouze několika odstínů – tmavě modrá, azurová, purpurová, světle a tmavě šedá, zelená, hnědá a zlatá. Solartec je jeden z mála výrobců, který tuto technologii zvládá. Panely se skládají z jednotlivých článků. Každý článek může mít různou barvu a každý panel může být různého tvaru, což umožňuje sestavit velmi zajímavé kompozice tvarů a barev – loga, nápisy, fasádní, okenní a střešní doplňky, ornamenty a mozaiky apod. Fotovoltaika zvyšuje pochopitelně užitnou hodnotu budovy, stává se prestižní záležitostí a jakousi předzvěstí nové doby, kdy se budeme muset opět vrátit k primárnímu zdroji energie planety Země – ke Slunci a opustit konvenční způsob získávání energie z fosilních zdrojů, jako historického artefaktu průmyslové revoluce, přelomu 19. a 20. století. Pochopitelně se dnes ještě nejedná o zdroj energie, který by mohl konkurovat současným relativním cenám, ale uvědomme si, že primárním materiálem dnes nejhojněji využívaným ve fotovoltaice je křemík, kterého máme v zemské kůře obrovské zásoby, a stejně tak jako revoluce informační, dokázala na stejném prvku postavit svůj dominantní přístoj – počítač a rozvojem ho neuvěřitelně z