Nazeleno.cz – úspory energie, izolace, zdravý životní styl, biopotraviny, ekologie [logo]

DOPORUČUJEME:

Ceny Energie

Najdeme nejlevnějšího dodavatele!

Partneři sekce

Intersolar 2011: Nové technologie ve fotovoltaice

REPORTÁŽ. Co bylo k vidění na největším solárním veletrhu Intersolar 2011 v Mnichově? Jaké jsou aktuální trendy ve fotovoltaice? Bude výroba elektřiny ze slunce konkurenceschopná? Jaké nové solární vychytávky jsou na trhu?

17. 08. 2011 | Karel Murtinger

Ve zkratce:

Na největším světovém veletrhu z oblasti solárních technologií Intersolar 2011, který proběhl v Mnichově, byla k vidění řada zajímavých novinek. Podívejte se!

Intersolar 2011 v Mnichově je největší evropská a současně i světová výstava solární techniky. Co zajímavého se na ní letos objevilo a jaké jsou trendy v tomto, u nás aktuálně stagnujícím, oboru?

"Účinnost fotovoltaických panelů se zvyšuje a jejich cena klesá."

Výstava Intersolar zabírala 15 velkých hal a velké exponáty byly na otevřené ploše. Musím se přiznat, že i když jsem se upřímně snažil vše projít a prohlédnout, tak se mi to zcela nepodařilo ani za dva dny, které jsem v Mnichově strávil. Díky obrovskému množství (v zásadě velmi podobných exponátů) bylo trochu obtížné v té záplavě hledat věci něčím nové nebo zajímavé.  Moje dojmy a poznatky jsou proto nutně poněkud kusé a subjektivní.

SOUVICEJÍCÍ: Fotovoltaika

3 nové fotovoltaické technologie

Levný způsob skladování energie

Ukládání elektřiny z fotovoltaiky

Stop fotovoltaice do roku 2020

Mapa spočte potenciál fotovoltaiky

Čína útočí: Nová velmoc fotovoltaiky?

Pokud bych měl najít nějakou obecnou charakteristiku, tak bych řekl, že kromě toho, že výstava mi připadá rok od roku rozsáhlejší, tak je také  čím dál více zaměřena na fotovoltaiku (ta letos tvořila odhadem 80 %). Výstava je také čím dál více „asijská“ (možná by se dalo říci „čínská“). Je to nepochybně dáno tím, že velká část výroby solárních technologií se odehrává v Asii, ale možná i tím, že výrobci se již nespokojují jen s výrobou, ale více pozornosti věnují i marketingu. Zaujalo mne, že stánky čínských firem byly většinou pohromadě a tvořily v některých halách takový malý "Chinatown".

 
Na veletrhu Intersolar 2011 se prezenovali také čínští výrobci. Foto: autor

Zrcadlilo se to i v některých nápisech. Vyrobeno v Německu (zřejmě je to stále známkou technické kvality a možná to i apeluje na německý patriotismus), navrženo v Německu, vyrobeno v Číně (nejlepší kvalita + nejlepší cena). Některé stánky měly velký nápis v čínských znacích a až pod ním menší anglicky.

Fotovoltaika se neustále vylepšuje

Na výstavě Intersolar 2011 bylo k vidění nepřeberné množství fotovoltaických panelů. Zaujalo mne ale, že většina z nich byly panely z monokrystalického nebo polykrystalického křemíku. Zdá se, že i přes rozvoj nových polovodičových systémů (viz níže) je křemík stále výhodný. Pořád se totiž daří (alespoň mírně) zvyšovat účinnost panelů a také klesají jejich ceny. Cena na jednotku výkonu je totiž stále jednou z nejdůležitějších vlastností fotovoltaiky, i když neméně důležitá je životnost a pokles výkonu s časem. Výrobci používají řadu způsobů, jak ještě zvýšit účinnost a životnost u křemíkových článků a panelů:

  • Snižování optických ztrát, tj. lepší antireflexní vrstvy nebo strukturovaný povrch skla u panelů firmy EMMVEE Photovoltaics GmbH.
  • Kontakty zabírající menší plochu a mající menší elektrický odpor; firma Sunweb tvrdí že jsou vizuálně zajímavé, ba přímo krásné; celkem s tím souhlasím. Firma Shott Solar  vystavovala takzvané MWT moduly z polykrystalického křemíku, které mají díky přesunutí sběrných kontaktů na zadní stranu vyšší účinnost.
  • Vylepšení vlastností vlastního článku, tj. např. eliminace poruch v p-n přechodu nebo dielektrická pasivační vrstva, která snižuje pravděpodobnost rekombinace elektronů a děr a zvyšuje proudový výtěžek.
  • Zvýšení citlivosti na záření kratších vlnových délek. Například známá japonská firma  KANEKA ve svém hybridním panelu N-1J kombinuje vrstvu amorfního křemíku, který má dobrou účinnost v oblasti krátkých vlnových délek a mikrokrystalického křemíku, který je výhodný v oblasti delších vlnových délek. Díky tomu poskytnou tyto panely v ročním provozu údajně o 30 % více energie než srovnatelné tenkovrstvé panely z amorfního křemíku.
  • Lepší kontrola při výrobě a v průběhu používání. Jako příklad zajímavé a efektivní metody lze uvést kontrolu pomocí elektroluniniscenční kamery. Elektroluminiscence je vlastně v jistém smyslu inverzní proces k fotovoltaice. U fotovoltaického článku elektrony dopadající na p-n přechod generují elektrický proud, v případě elektroluminiscence elektrický proud přivedený na p-n přechod generuje fotony (záření). V případě křemíku jde o záření v blízké infračervené oblasti. Díky fyzikální podobnosti obou procesů všechna místa v ploše panelu, která z nějakého důvodu (mikrotrhlinky či zlomy, špatný dotyk sběrných kontaktů nebo neaktivní místa) negenerují elektrický proud při dopadu slunečního záření, také nesvítí při elektroluminiscenční kontrole; intenzita vyzařování je měřítkem fotovoltaické účinnosti v daném místě. Tento princip využívá např. mobilní testovací systém ELVIS od firmy GPP Chemnitz, použitelný i pro kontrolu již instalovaných panelů.   
  • Použití nových typů fólie pro zadní stranu panelů také může přinést nějaké malé zvýšení účinnosti jednak lepším odrazem záření, které prošlo tenkou vrstvou křemíku a jednak snížením odporu kontaktů. Například fólii  HelioX PV® backsheets CPC firmy Féron GmbH byla udělena jedna z cen. 


strukturovaný povrch skla u panelů firmy EMMVEE Photovoltaics GmbH. Foto: autor

Účinnost až 19 % a záruka lineárního poklesu výkonu

Díky neustálému vývoji jsou dnes na trhu fotovoltaické panely, jejichž účinnost přesahuje 19 % (účinnost jednotlivých článků je dokonce až 21,6%).  Výrobci také svým výrobkům více věří a dávají i dlouhou záruku na stabilitu výkonu. V propagačních letácích se často uvádí takzvaná záruka lineárního poklesu výkonu (linear performance guarantee). Například firma SolarWorld dává záruku, že výkon nového modulu bude mít menší odchylku od nominálního výkonu než 3 % a nadále bude klesat o méně než 0,7 % za rok.  

Účinnost je ale jen jednou stránkou, neméně důležitá je cena fotovoltaických panelů; potěšitelné je, že ceny v poslední době klesají a panely tak mají čím dál lepší poměr užitné hodnoty k ceně. Jako příklad lze uvést firmu SUNIVA jejíž panely z monokrystalického křemíku mají vysokou účinnost (19 %) a současně přijatelně nízkou cenu za vyrobenou kWh elektrické energie (firma udává 0,1 až 0,12 USD/kWh, což je velmi příznivá hodnota – nenašel jsem ale za jakých klimatických podmínek).

Fotovoltaické články místo střešní krytiny

Zajímavé novinky se objevují také v oblasti tenkovrstvých ohebných fotovoltaických článků, které lze použít například jako náhradu střešní krytiny (i u nás známý EVALON)  nebo na různých přenosných zařízeních. Zaujalo mne například, že firma Xunlight používá na některých svých ohebných panelech dokonce třívrstvý fotovoltaický systém (triplejunction). Je to poměrně komplikovaná struktura s celkem 12 vrstvami, kde navrch je vrstva amorfního křemíku, pak následuje amorfní křemík s germaniem a nanokrystalický křemík. Tento systém dokáže efektivněji využít větší část spektra slunečního záření než jen samotný amorfní křemík.


Fotovoltaické články jako střešní krytina. Foto: autor

Mnoho firem pochopitelně nabízí i „fotovoltaickou krytinu“ ve formě tašek nebo překrývajících se panelů pro šikmé střechy s větším sklonem.

Tenkovrstvé články jsou ale zatím vyráběny prakticky výlučně z anorganických materiálů. Známý výrobce ohebných fotovoltaických panelů z organických polymerů firma CONARKA vystavovala své tenké, ohebné a z části průhledné panely, které údajně vyrobí více energie na watt instalovaného výkonu než klasické křemíkové články. Problém ale je, že  1m2 těchto panelů má výkon jen kolem 17 W, což je dost málo. Zdá se, že v této oblasti organických polymerních článků zatím k většímu pokroku nedochází.


Tenkovrstvé články. Foto: autor

Bude fotovoltaika konkurenceschopná?

Díky změnám ve výkupních cenách elektřiny v Evropě si výrobci uvědomují, že dotace na výkup elektřiny nebude mít dlouhé trvání a že jejich produkty by měly být schopné časem konkurovat ceně elektřiny z klasických elektráren. Fotovoltaika se stává důležitou součástí budov, může snižovat energetickou spotřebu a stimuluje budování „chytrých sítí“, které mohou relativně výhodně napájet objekty pro bydlení či výrobu. Levné fotovoltaické systémy by se také mohly podílet na rozvoji elektromobility.

"Fotovoltaika je rozvinuté průmyslové odvětví a je jen otázkou času, kdy se stane běžnou součástí našeho života."

Základní podmínkou ovšem je dosažení konkurenceschopnosti fotovoltaiky. V současné době je výroba elektřiny ze slunce sice už konkurenceschopná v místech, kde není rozvodná síť nebo v náhradních zdrojích elektřiny, ale zdá se, že ještě chvíli potrvá, než bude moci cenově konkurovat elektřině z klasických elektráren.

Vychytávky k fotovoltaice

Na veletrhu jsem objevil zajímavá pomocná zařízení. Například detektor elektrického oblouku firmy Fronius. Fotovoltaická zařízení budou provozována po dlouhou dobu, a pokud se některé elektrické kontakty časem uvolní, tak vznikne nebezpečí vytvoření elektrického oblouku, který v důsledku chybějícího průchodu napětí nulou v oblasti stejnosměrného proudu nemůže sám tak snadno zhasnout. Detektor oblouku, který se dá umístit přímo do střídače, jej dokáže rozpoznat a zhasnout.

Další zajímavá aplikace od stejné firmy je Solar.web App, která umožňuje sledovat data z fotovoltaického zařízení prostřednictvím smartphonu, ať jsme kdekoli na světě (pokud je tam internet).

Konečně jsem také objevil něco na čištění povrchu solárních zařízení (kolektorů i fotovoltaických panelů). Vždy mne překvapovalo, jak málo pozornosti se této otázce věnuje, výrobci se snaží vylepšovat solární zařízení o procenta nebo i jen zlomky procent a přitom znečištění povrchu v městském prostředí, kde jsou saze z dieslových motorů, může časem snížit výkon možná i více než o 10 %. Speciální robot, přiléhavě zvaný GEKKO (pohybuje se po krycím skle pomocí přísavek jako ještěrka gekon) dokáže samostatně čistit krycí skla solárních zařízení. 


Čištění fotovoltaických panelů. Foto: autor

Výrobci si již také uvědomují, že v budoucnu nejspíš nebude tak snadné vyvádět veškerou vyrobenou energii do rozvodné sítě. Funkce energetického managementu pro střídače řady Fronius IG Plus umožní provozovatelům zařízení maximalizovat vlastní spotřebu fotovoltaického proudu.

Skladování energie

Na veletrhu se objevily i systémy s funkcí zálohování energie, které mohou výrazně zvýšit využitelnost fotovoltaických panelů tam, kde je omezení pro prodej do sítě. Zajímavý exponát z tohoto oboru byl např. mobilní zdroj  iKUBE Mobil.  Společnost Conergy nabízí integrovaný fotovoltaický systém s ukládáním elektřiny pro běžnou domácnost.  Výkon je 5,5 kW a používá lithium-ion baterie s kapacitou 13 kWh (používají se v elektromobilech a jejich výhodou je nízká hmotnost a dlouhá životnost). Díky tomu může fotovoltaický systém údajně pokrýt až 80 % roční spotřeby elektřiny domácnosti.


Mobilní zdroj  iKUBE Mobil. Foto: autor

Nevýhodou je zatím relativně vysoká cena lithiových baterií a zdá se, že ve stacionárních zařízeních budou ještě nějakou dobu kralovat klasické olověné staniční akumulátory, které byly na výstavě také k vidění. Je ale pravděpodobné, že s rozvojem elektromobility dojde ke snížení ceny lithiových baterií a pak se možná dočkáme i jejich použití pro ukládání energie z fotovoltaických zařízení. Další možnost pro stacionární aplikace jsou vanadiové redox baterie jako např. cellcube.


klasické olověné staniční akumulátory. Foto: autor

Elektromobily nechyběly

Na výstavě pochopitelně byly i elektromobily, příslušné nabíjecí stanice, různé solární přístřešky či garážová stání a dokonce „solární střecha“ pro auta. Rozhodně ale od ní nelze očekávat, že nám po 8 hodinovém stání na parkovišti dobije baterie pro cestu domů.


Na veletrhu nechyběly ani elektromobily. Fotot: autor

Pokud bych měl shrnout své dojmy, tak bych je asi vyjádřil slovy „Už je to tady“. Fotovoltaika je rozvinuté průmyslové odvětví a je jen otázkou času, kdy se stane běžnou součástí našeho života. Škoda jen, že jsme si u nás těmi předraženými výkupními cenami a neschopností regulovat instalace fotovoltaiky zabrzdili další rozvoj tohoto zajímavého odvětví. Netřeba ale zoufat, Čína to zvládne i bez nás.

Související články

Tagy: Energie, Solární energie, Fotovoltaika

Komentáře ke článku

Tento článek ještě nikdo neokomentoval. Buďte první!

 

Nazeleno.cz - vše o úsporách energií

Katalog firem

Prefa Aluminiumprodukte s.r.o.

Prodej a technický servis hliníkových střešních, okapových a fasádních systémů Prefa. Solární systém Prefa…

<!-- -->
Bosch Termotechnika s.r.o. – obchodní divize BUDERUS

Buderus s produktovým portfoliem zahrnujícím plynové průtokové ohřívače teplé vody,závěsné i stacionární…

<!-- -->
Prefa Aluminiumprodukte s.r.o.

Prodej a technický servis hliníkových střešních, okapových a fasádních systémů Prefa. Solární systém Prefa…

<!-- -->
E.ON Česká republika, s.r.o.

Energetické společnosti působící pod značkou E.ON dodávají elektřinu, zemní plyn a související služby…

<!-- -->
Chcete být na tomto místě? Zvolte zvýhodněný zápis!