Téma: fotovoltaika

Zajímavosti z výstav o fotovoltaické přeměně energie Fotovoltaická přeměna solární energie je čistým a ekologickým energetickým zdrojem, i když zatím jen doplňkovým, který nekonkuruje velkým jaderným elektrárnám. Jeho význam však evidentně poroste, protože v dlouhodobém časovém horizontu jde o zdroj jistý a nevyčerpatelný. Proto je stále více středem zájmu nejen odborníků, ale i široké veřejnosti. To je také důvod, proč je právě toto téma trvale atraktivním tématem řady konferencí a výstav.

Nejdůležitější z nich jsou „European Photovoltaic Conference“ (EPVSEC, Evropa), „IEEE Photovoltaic Specialist Conference“ (IEEEPSC, Amerika), „International Photovoltaic Science and Engineering Conference“ (IPVSEC, Asie). Jednou za čtyři roky pořádá evropská a americká společnost IPVSEC, IEEE, EPVSEC společnou konferenci „World Conference on Photovoltaic Solar Energy Conversion“ (WCPSEC). V České republice dosud probíhají v oboru solární energie jen menší konference a výstavy, které bývají součástí větších veletrhů a odborných výstav. I tak můžeme tuto techniku vidět např. na Mezinárodním strojírenském veletrhu v Brně, na výstavách AQUA-THERM a PRAGOREGULA na výstavišti v Praze-Holešovicích a na veletrhu AMPÉR na výstavišti v Praze-Letňanech.

Zajímavosti ze zahraničních výstav
Valencie 2008: Na obr. 1 a 2 jsou ukázky expozic solárních střech na výstavě ve Valencii 2008. Šlo zejména o kompaktní solární střechu firmy Systaic a upevnění fotovoltaických panelů na střechy pokryté klasickými pálenými taškami pomocí speciálních kotev vyvinutých firmou Intersol.

Miláno 2007: Jako zajímavé technické řešení se na výstavě v Miláně představila střecha osobního automobilu s integrovaným fotovoltaickým systémem, který napájí energií klimatizaci. Omezuje se tak přehřívání vozu odstaveného na přímém slunci s vypnutým motorem i větráním.

Drážďany 2006: Na obr. 3 je česká expozice firmy Poulek Solar, s. r. o., která představila solární fotovoltaický systém s hřebenovým koncentrátorem záření a s automatickým pohyblivým stojanem otočným kolem polární osy. Stojan sleduje pohyb Slunce po obloze a natáčí fotovoltaické panely stále ke Slunci. Optimalizace polohy panelů vůči směru přímého slunečního záření a koncentrace záření se pozitivně projevuje významným navýšením množství vyrobené elektrické energie (na výstavách se objevují i fotovoltaické systémy sledující pohyb Slunce ve dvou osách).

V Drážďanech vystavené fotovoltaické panely firmy Solara mají různé rozměry a jsou vyrobeny na bázi polykrystalického i monokrystalického křemíku. Přenosné flexibilní panely firmy Fuji na bázi tenkých vrstev amorfního křemíku zapouzdřené do teflonu jsou vhodné pro mobilní použití. Mají tvar dlouhých pásů širokých cca 1m a lze je sbalit do role a znovu rozvinout podle potřeby v terénu. U panelů na bázi tenkých vrstev je však třeba počítat s nižší účinností fotovoltaické transformace energie – fotovoltaický systém tedy musí mít úměrně větší plochu. Na obr. 5 je malý flexibilní panel se šesti flexibilními fotovoltaickými články, který lze složit do tvaru menší tašky.

Vesmírné aplikace
Na výstavách se objevují i fotovoltaické panely na bázi jiných polovodičů (např. GaAs), které mají vyšší účinnost přeměny energie a nižší citlivost na teplotu a radiační poškození. Objem jejich výroby je však ve srovnání s panely na bázi křemíku zanedbatelný a jejich cena neporovnatelně vyšší. Uplatňují se proto jen ve speciálních aplikacích, zejména v astronautice. Naproti tomu fotovoltaické panely na bázi organických polymerních vrstev jsou výhodné z hlediska nižší ceny. Účinnost přeměny energie těchto fotovoltaických panelů je však nižší, dosahuje pouze okolo 7 %.

Co potřebujeme k zapojení systému
Chceme-li fotovoltaický systém přímo připojit k rozvodné síti se střídavým napětím, jsou v konstrukci solárních fotovoltaiských systémů nezbytné elektronické měniče, kabely, vodotěsné konektory, rozvodné skříně apod. Elektronické měniče vystavovala např. firma Mastervolt ve Valencii 2008. K zajímavým prvkům elektrického zapojení solárních fotovoltaických systémů patří kovová vodotěsná rozvodná krabice firmy Fischer vystavená v roce 2007 v Miláně, která lépe odolává vyšším teplotám na přímém slunci než standardní černé plastové krabice. Izolační vlastnosti krabice jsou testovány na bezpečnost při napětích 10 kV. Vodotěsné konektory firmy Multi-Contact bylo možné vidět na drážďanské výstavě, pojízdné zařízení na zavrtání závrtných kotev či zemnících kolíků do zeminy v roce 2007 v Miláně.

Úzký profil – křemík
Světovou výrobu fotovoltaických panelů limitují výrobní kapacity čistého křemíku. Firmy zabývající se výrobou fotovoltaických systémů proto shánějí další výrobní kapacity i související know how. Výroba křemíku je totiž na výrobě systémů investičně i energeticky nejnáročnější.

Expozice surových i opracovaných křemíkových monokrystalů i nařezaných tenkých destiček jako polotovarů bývají na každé výstavě, milánská výstava nebyla výjimkou. Zaujala zde především expozice mongolské firmy Inner Mongolia Sunnergy Co., Ltd. Mongolsko je země, pro kterou má solární energie zvláště velký význam. Téměř zde totiž neexistují rozvodné sítí, podnebí je vnitrozemské a chladné a je zde dostatek slunečního záření (při nižší teplotě je účinnost fotovoltaické přeměny energie vyšší).

Nejmodernější technologie
Využití výsledků vědeckého výzkumu na výstavách dokumentovalo například zařízení české firmy SVCS na depozici tenkých vrstev metodou plazmatem aktivovaného rozkladu plynné směsi za sníženého tlaku (tzv. PACVD), nebo fotovoltaické hračky prezentované v roce 2005 na výstavě v Shanghaji.