Budoucnost fotovoltaických panelů: účinnější, šetrnější k přírodě a bez závislosti na Číně

• 29. 08. 2023
• Redakce

Významně se na tom podílejí i čeští vědci a tuzemské firmy. Ještě levnější, ještě účinnější a flexibilnější, ale také ekologicky šetrnější výroba. Vlády i firmy investují v poslední době nemalé peníze do dalšího rozvoje fotovoltaické energetiky, která se stává jedním z klíčových odvětví Evropské unie.

Ostatně právě EU loni založila European Solar Photovoltaic Industry Alliance, která podporuje vývoj nových produktů a sdružuje výrobce, dodavatele i realizační firmy v oblasti fotovoltaiky pro průmysl.

„Ano, v poslední době můžeme pozorovat, že se do fotovoltaiky a jejího zpřístupnění nebo lepší účinnosti začalo masivně investovat,“ potvrdila Obnovitelně.cz Veronika Minaříková, marketingová ředitelka společnosti Solar Design, přední tuzemské firmy ve fotovoltaickém oboru.

„Solární energetika není něco nového,“ konstatovala Minaříková. „Ale až teď díky novým technickým poznatkům, energetické krizi a podpoře států začínají vznikat zajímavé produkty a hlavně funkční řešení pro průmyslovou energetiku. Některé produkty jsou pořád ve vývoji, ale důležité je, že vývoj jde stále kupředu a vůle řešit energetickou soběstačnost je velká.“

Vyšší účinnost s českou stopou

Jedním z hlavních směrů technologického vývoje je zvyšování účinnosti fotovoltaických panelů, tedy aby se ze sluneční energie vyrobilo co nejvíce elektřiny. Postupně se zvyšuje a stále dosahuje nových rekordů.

Na tomto poli se výrazně angažuje také Evropská unie v rámci projektu Pilatus, díky němuž by za necelé tři roky měly na starém kontinentu vzniknout tři pilotní linky na celý výrobní cyklus inovativních křemíkových solárních panelů.

Speciální technologie s kontakty na spodní straně panelů umožní fotovoltaickým článkům přeměnu energie vyšší než 26 procent. Dnes se přitom účinnost nových vyráběných článků pohybuje okolo 22 procent. Také proto se o panelech nové generace hovoří jako o fotovoltaickém ferrari. Projekt má pomoci snížit závislost Evropy na čínské produkci.

„Pokud chceme být konkurenceschopní, musíme přijít s novou, vysoce účinnou technologií, díky které bude fotovoltaika cenově dostupná a zároveň splní přísné ekologické požadavky. Proto budeme pro výrobu tohoto fotovoltaického ‚ferrari‘ využívat z velké části energii z norských vodních elektráren a minimalizovat tak jeho uhlíkovou stopu,“ řekl Martin Ledinský, jehož tým z Fyzikálního ústavu Akademie věd se na evropském projektu podílí.

Plánovaná linka na výrobu fotovoltaických modulů má zvýšit současnou celkovou evropskou kapacitu výroby fotovoltaických článků o třicet procent. Pokud se projekt ukáže jako životaschopný, bude následovat druhá fáze – továrna s roční výrobní kapacitou několika gigawattpeaků.

Tím to ale nekončí…?

Vědci pracují například na vývoji solárních článků na základě perovskitu (sloučenina oxidu titaničito-vápenatého v krystalické formě), které by v budoucnu mohly nahradit současné křemíkové články.

Fotovoltaika by díky nim mohla být levnější, výkonnější, flexibilnější a ekologicky šetrnější. Do projektu jsou zapojeni také odborníci z Ústavu makromolekulární chemie Akademie věd ČR.
Panely na vodě nebo ve fasádě

Vědci při vývoji perovskitových článků použili v jedné vrstvě aditivum, díky čemuž se zlepšila stabilita materiálu, který není citlivý na vodu. To je poměrně důležitá vlastnost a výhoda. Klimatičtí odborníci upozorňují na to, že v budoucnu budou mnohem častější různé extrémní jevy, které budou mít dopad také na výstavbu a údržbu fotovoltaických zařízení.

„Pravděpodobně se zvýší UV záření stejně jako rychlost větru a krupobití. Solární panely a systémy elektrického připojení tomu musí odolat a být bezpečné pro dlouhodobý provoz. Proto probíhají inovace i z pohledu odolnosti a životnosti všech výrobků,“ uvedla Veronika Minaříková ze Solar Design.

Dodala, že kabely používané ve fotovoltaických zařízeních musí odolávat nejen větru, povětrnostním vlivům a UV záření, ale v budoucnu mohou být trvale pod vodou v případě plovoucí fotovoltaiky, vystaveny zvýšeným vibracím, pokud se bude fotovoltaika implementovat do železničních pražců, nebo bude muset nenápadně zmizet za skleněnou fasádou.

Právě to, že fotovoltaické systémy jsou stále rozmanitější, patří mezi další solární trendy. Už totiž neplatí, že se panely montují pouze na střechu, případně na zdi objektu. Zkouší se i nové možnosti, mezi něž patří umístění fotovoltaiky do fasády domu. „Budova stejně potřebuje stěny, okna, cihly a solární moduly lze integrovat právě tam,“ uvedla Minaříková.

Fotovoltaické moduly by mohly být ve větší míře rovněž umístěny do protihlukových stěn podél silnic nebo dokonce pokrýt vozovku. Na železničních tratích by se moduly mohly pokládat na pražce mezi kolejemi. „Probíhající testy jsou slibné, ale samozřejmě některé úřady mají při schvalování těchto novinek potíže, proto si na tento typ fotovoltaiky budeme muset ještě chvíli počkat,“ upozornila Veronika Minaříková.

Další možností je už zmiňovaná plovoucí fotovoltaika na jezerech a dalších vodních tocích. Taková instalace již existuje například v zatopeném štěrkovišti ve Weeze v německém Dolním Porýní, kde její provozovatel uvolnil pro solární ostrov prostor o rozměrech 150 krát 50 metrů s výkonem 750 kilowattpeaků. Plovoucí fotovoltaika se ale zkouší také v českém prostředí.

Solární elektrárny mohou vhodně fungovat také v zemědělství. Takzvaná agrifotovoltaika má podle odborníků velkou budoucnost. „Příklady z jiných zemí ukazují, že fotovoltaická zařízení mohou pomoci udržet úrodnou půdu pro rostliny milující stín a vytvořit rozmanité biotopy, a dokonce poskytnout pastviny pro menší dobytek,“ řekla Veronika Minaříková ze společnosti Solar Design.

Firma všechny aktuální trendy sleduje, dokonce spolupracuje na vývoji a výzkumu, a posléze novinky a inovativní produkty nabízí svým zákazníkům. „Zaměření portfolia na průmysl, agro průmysl, udržitelnou energetiku a související podpora velkých projektů posilují naši snahu nabízet optimální řešení i pro náročného klienta,“ dodala Minaříková.

Dokonalejší skladování energie

Připomněla, že další oblastí s velkým potenciálem se nachází v logistice zejména velkých solárních parků. Ostatně fotovoltaické projekty jsou v poslední době stále větší, což pomáhá k rychlejší dekarbonizaci průmyslu a dalších oblastí.

V rozsáhlých parcích se instalují tisíce stejných modulů, vždy se stejným rozměrem, což montážním firmám umožňuje používat smontované kabely správné délky, které pak stačí jen zapojit. Šetří to čas a snižuje riziko nějaké technické závady.

Spolu s rozvojem fotovoltaiky technici rovněž řeší různé systémy skladování energie. „Vývoj solárních baterií hodně poskočil a na trhu si lze vybrat možnost, která splňuje všechny požadavky klienta,“ poznamenala Minaříková. Ostatně většina obyvatel rodinných domů, kteří si pořizují střešní fotovoltaiku, si nechává namontovat také bateriové úložiště.

Baterie ovšem nejsou jedinou možností na ukládání energie, byť jsou momentálně nejvíce využívané. „Existuje velké množství způsobů, jak dosáhnout uskladnění energie: od skladování v bateriích elektromobilů přes mechanické přečerpávací systémy až po uskladnění do vodíku,“ dodala Minaříková.