VIDEO! Klasické solární panely jsou drahé a jejich výroba je energeticky náročná. Alternativou jsou tenkovrstvé solární články neboli fotovoltaické fólie. Jaká je jejich účinnost? Jak probíhá jejich instalace? Kde všude je možné fotovoltaické fólie použít?
Získat elektrickou energii, aniž by se vytvářel oxid uhličitý, je v dnešní době stále ještě technologický a zejména ekonomický problém. Výroba tradičních slunečních panelů na bázi polykrystalického nebo monokrystalického silikonu je finančně a energeticky náročná. Ke slovu se tak dostává další generace solárních článků, takzvaných „thin film solar cells“, neboli tenkovrstvých solárních článků, někdy přezdívaných „fotovoltaické fólie“ nebo „solární filmy“.
Reklama„Tenkovrstvé solární články jsou již blízko cenové paritě s uhlím.“
Jejich velkou výhodou je, že se dají nanášet na poměrně velké plochy pomocí technologie, která je principiálně shodná s inkoustovou tiskárnou. Fotovoltaické fólie se dají tisknout v širokých a dlouhých pásech na ohebné podklady. Vzhledem k tomu, že polovodičová vrstva je široká asi jen jeden mikron, ušetří se na materiálech. Oproti tradiční fotovoltaice mají však nižší účinnost a další jejich nevýhodou je, že nikdo ještě s určitostí neví, jaká je jejich skutečná životnost.
Fotovoltaika na Nazeleno |
– Solárních elektráren je přes 10 000– Fotovoltaika 2011:Stop stav trvá– Fotovoltaika: Konec daňových prázdnin– Zdanění solárních elektráren 26 %– Výkupní ceny elektřiny: 6 Kč/kWh |
Druhy fotovoltaických fólií
Podle typu polovodiče se fotovoltaické fólie rozdělují na folie na bázi amorfního silikonu (a-Si), kadmium-teluridové pasty (CdTe), směsi mědi, india, gallia a selenidu (CIGS nebo CIS) a barvivy senzibilizovaného roztoku (DSC, DSSC nebo DYSC).
Nejrozšířenější typem fotovoltaických fólií jsou články z amorfního silikonu (a-Si), které dnes tvoří okolo 60 % trhu fotovoltaických fólií. Důvodem je, že křemík je jedním z nejdostupnějších materiálů na Zemi a že se při výrobě článků z amorfního silikonu dají využít zkušenosti z čipového průmyslu. Není proto divu, že mezi největší výrobce patří, kromě průkopníků jako jsou firmy Ovonic nebo velkých koncernů jako například Sharp, zejména taiwanské firmy.
Účinnost těchto článků v přeměně sluneční energie na elektrickou se však pohybuje pouze okolo 6 %. V České republice je tato technologie používána například firmou Signet Solar v elektrárně v Blížkovicích nebo firmou Fatra ve fotovoltaických fóliích Fatrasol.
Zvítězí solární fólie nad uhlím?
Druhou nejrozšířenější technologií jsou fólie potištěné směsí kadmia a teluridu (CdTe). Prozatím mají 30 % trhu tenkovrstvých článků, ale podle všeho se tento podíl bude rychle zvětšovat. Jejich účinnost je vyšší než u silikonových, pohybuje se okolo 10 %, vyžadují však o dvě třetiny méně energie na výrobu než tradiční fotovoltaika. Jednička na trhu, firma First Solar, která dokonce uvádí, že náklady na vyrobený watt se jí podařilo snížit na 0,82 dolaru a je tak blízko dosažení svatého grálu fotovoltaiky – prolomení cenové parity s uhlím.
Podívejte se, jak probíhá instalace fotovoltaické fólie
Velké naděje jsou vkládány do technologie CIGS (Copper – Indium – Gallium – Sellenide), tedy směsi mědi, india, gallia a selenidu. CIGS články prozatím nemají veliký tržní podíl, ale z fotovoltaických filmů mají nejvyšší účinnost (běžně 14 %, experimentálně až 20,3 %) a kapitálové náklady na jejich výrobu jsou nízké. Téměř nepodléhají degradaci světlem, a proto se předpokládá, že v roce 2020 bude tato technologie mezi solárními filmy dominantní. Její Achillovou patou však je, že indium je vzácný prvek, a tak maximální dosažitelná celosvětová kapacita je okolo 2 000 GW. Mezi nejvýznamnější hráče patří firmy Nanosolar, Global Solar, Würth Solar, Solyndra, nebo HelioVolt.
Nahradí fotovoltaické fólie běžné solární panely?
V neposlední řadě je třeba zmínit takzvané „barvivy senzibilizované“ články (DSSC, DSC nebo DYSC), neboli Grätzelovy články, pojmenované podle jejich vynálezce. Jejich výroba je potenciálně velmi levná a jsou šetrné k životnímu prostředí, protože nepoužívají žádné exotické prvky. Experimentálně u nich byla dosažena účinnost přes 10 %, ale běžné články mají účinnost spíš okolo 5 %. Vzhledem k tomu, že polovodič nemá pevné, ale kapalné skupenství, mohou však být nestabilní.
Fotovoltaické fólie: Na domy i oblečení
Použití všech typů fotovoltaických fólií se neomezuje jen na velké průmyslové instalace, ale díky své ohebnosti a snadné manipulaci jsou vhodné pro integraci do budov (BIPV), do oblečení a do spotřební elektroniky. Můžeme se s nimi setkat jak v módních doplňcích, jako jsou batohy fungující jako solární nabíječky pro mobilní telefony, tak v solárních šindelích na střechách.
Odhady celkového podílu solárních filmů na trhu fotovoltaiky se liší, většina odborníků se však shoduje na zhruba 28 %. Za poslední 4 roky se jejich produkce zvyšovala o zhruba 100 % ročně. V roce 2015 se jejich podíl odhaduje na 34 % z celkového koláče 14 miliard dolarů.
