Keď v roku 1839 objavil len devätnásťročný francúzsky vedec Edmond Becquerel fotovoltický jav, určite nemyslel na to, že o dvesto rokov po jeho objave môžu obnoviteľné zdroje energie, najmä slnečná, pokrývať až 95 percent energetických potrieb ľudstva. Odhaduje to Svetové ekonomické fórum.
Fotovoltika do každej domácnosti
Práve solárna energia má spomedzi obnoviteľných zdrojov energie najväčší potenciál. Možno ju totiž využiť aj v bežných domácnostiach. Veternú turbínu si na záhrade nepostavíte a geotermálny vrt nenavŕtate. No nainštalovať si na strechu vášho rodinného domu fotovoltické panely nie je dnes nič zložité. Môžete tak vyrábať vlastnú elektrickú energiu celom zadarmo, len pomocou slnečného žiarenia.
Tempo inštalácií nových fotovoltických riešení sa v minulom roku v európskych domácnostiach zvýšilo. Medziročný nárast až 35 percent prekonal všetky očakávania odborníkov. Aj spoločnosť ZSE, ktorá je jedným z najväčších dodávateľov fotovoltiky na Slovensku zaznamenala tento rast. V uplynulom roku nainštalovali vyše tritisíc fotovoltických zariadení po celom Slovensku.
„Záujem o fotovoltiku medzi slovenskými domácnosťami ide v posledných rokoch nahor, čo je rozhodne potešujúce. Dôvodom je rastúce environmentálne povedomie, snaha o väčšiu energetickú nezávislosť a v neposlednom rade určite aj snaha znížiť náklady na energie,“ komentuje situáciu odborník na fotovoltické riešenia zo ZSE Erik Chabreček.
Aké sú hlavné výhody fotovoltiky?
Investícia do vlastnej solárnej elektrárne na streche vášho rodinného domu vám prinesie hneď niekoľko výhod.
- Okamžitú úsporu na poplatkoch za elektrinu.
- Zvýšenie energetickej sebestačnosti. S týmto fotovoltickým riešením od ZSE, ktoré obsahuje až 18 panelov, môžete byť z 90 percent energeticky sebestační a za elektrinu usporíte až 1 429 EUR ročne.
- Fotovoltika predstavuje udržateľnejší životný štýl, ktorý je šetrnejší k životnému prostrediu.
- Dlhá životnosť fotovoltického systému a prijateľná doba návratnosti investície. S Virtuálnou batériou od ZSE už od siedmich rokov.
- Nízke náklady na údržbu fotovoltických panelov.
- Jednoduchá a rýchla inštalácia.
- Modernizácia starých domov a zvýšenie ich hodnoty.
- Väčší komfort bývania.
Z fotovoltiky môžete čerpať elektrinu pre všetky domáce elektrospotrebiče, je využiteľná pre elektrické kúrenie či klimatizáciu. Môžete pomocou nej dobíjať váš elektromobil alebo svietiť v celom dome úplne zadarmo.
Začalo to v Bellových telefónnych laboratóriách
Základným prvkom fotovoltiky je fotovoltický článok. Je to tenký plátok, ktorý je vyrobený z monokryštalického alebo polykryštalického kremíka a doplnený o ďalšie prvky.
Prvé fotovovoltické články, použiteľné na výrobu elektriny, boli skonštruované v päťdesiatych rokoch dvadsiateho storočia v USA v Bellových laboratóriách. Pre telefónne linky, ktoré napájali nespoľahlivé batérie bolo nutné zabezpečiť iný zdroj energie. Gerald Pearson a Calvin Fuller preto vyvinuli prvý fotovoltický článok. Bola to malá kremíková doštička vo veľkosti žiletky, ktorej povrch bol potiahnutý arzénom a fosforom. Jeho účinnosť bola len šesť percent.
Tlač tento objav označila ako začiatok novej éry využívania neobmedzenej energie slnka a objavili sa prvé špekulácie, že v budúcnosti môžu fotovoltické články vyrobiť viac energie ako uhoľné či jadrové elektrárne.
Postupne sa začali konštruovať aj prvé prototypy fotovoltických panelov. Revolúciu vo fotovoltike spustilo vesmírne súperenie medzi Sovietskym zväzom a USA. V roku 1958 vypustili američania na obežnú dráhu umelú družicu, ktorej rádiový prijímač bol napájaný práve šesticou malých solárnych panelov. Využívanie fotovoltiky v kozmickom priemysle sa tak stalo štandardom.
Fotovoltika začala prenikať aj do ďalších odvetví a od ropných kríz v 70. rokoch 20. storočia sa snaží čo najviac integrovať medzi bežných spotrebiteľov. „V tomto čase boli fotovoltické panely viac než tisíc násobne drahšie ako sú dnes. V bežnom živote sme sa s využitím malých prenosných fotovoltických článkov mohli stretnúť napríklad v kalkulačkách či niektorých hodinkách,“ dopĺňa Erik Chabreček zo ZSE.
Fotovoltiku sa darí najviac rozvíjať v krajinách, kde sú zavedené rôzne systémy podpory zo strany štátu. V Európe je to napríklad Nemecko alebo severské štáty. Celosvetovým lídrom vo výrobe elektriny zo solárnej energie je Čína, ktorá investuje obrovské sumy do vývoja fotovoltiky. Je aj najväčším producentom fotovoltických panelov na svete.
Fotovoltické panely budúcnosti sú priehľadné, ľahké a účinné
Nové trendy v oblasti využívania slnečnej energie neprinášajú len vyššiu výkonnosť a dlhšiu životnosť fotovoltických panelov. Vedci sa snažia využívať vo fotovoltike aj rôzne organické procesy podobné fotosyntéze, vyvíjajú panely, ktoré dokážu produkovať elektrinu aj v noci a hľadajú spôsoby, ako možno elektrinu vyrobenú zo slnka uschovávať čo najdlhšie.
Objem elektriny z fotovoltiky, ktorou dokáže domácnosť pokryť svoju spotrebu má sezónny charakter. V lete to môže byť aj sto percent. V zime, keď počet slnečných hodín klesá, je nevyhnutné kombinovať fotovoltiku so zdrojmi z verejnej siete.
„Do budúcnosti sa preto uvažuje aj o sezónnych uskladňovacích mechanizmoch, kde by sa prebytočná energia z leta ukladala práve do zásob na zimu. Ale to je technológia budúcnosti,“ vysvetľuje Chabreček zo ZSE.
Súčasné monokryštalické fotovoltické panely majú účinnosť približne 20 až 25 percent. Táto hodnota udáva, koľko slnečného žiarenia dokáže fotovoltaický panel premeniť na elektrinu. Vedci preto kombinujú organické a neorganické materiály, ktoré výrazne zvyšujú schopnosť zachytávať slnečnú energiu.
Budúcnosť fotovotiky vidia v účinných fotovoltických článkoch vyrobených z perovskitu. Účinnosť perovskitových panelov je len o pár percent vyššia ako pri monokryštalických paneloch. Avšak perovskitové panely sa dajú vyrobiť oveľa jednoduchšie a lacnejšie. Navyše sa dajú ohýbať, môžu byť i priehľadné a sú mimoriadne ľahké. Váha jedného takého panelu je približne 1 kg/m2. Klasický kremíkový kryštalický fotovoltický panel váži desaťkrát viac.
Uložiť prebytočnú elektrinu na neskôr si môžete už teraz
Budúcnosť fotovoltiky pre bežné domácnosti spočíva v jej ľahšej dostupnosti, možnosti uložiť si vlastnú elektrinu na neskôr, energetickej sebestačnosti a technológii optimizérov, ktorá zvyšuje účinnosť jednotlivých fotovoltických panelov. To všetko nájdete v ZSE.
Fotovoltický priemysel, rôzne formy, tvary a dizajny panelov sa extrémne rýchlo rozvíjajú. Skutočný trend je ale integrácia systémov fotovoltiky, batérií, elektromobilov a ich nabíjania spolu so systémami inteligentnej domácnosti. V budúcnosti bude možné formou inteligentných technológií a algoritmov riadiť spotrebu domácností tak, aby spotrebovávala elektrinu primárne vtedy, keď je lacná a znižovala spotrebu vtedy, keď je jej málo a je drahá. „To bude mať pozitívny vplyv na peňaženku domácností,“ hodnotí odborník na fotovoltické systémy zo ZSE Erik Chabreček.
Ak váš fotovoltický systém vyrobí viac elektriny, ktorú počas dňa nestihnete spotrebovať, môžete si ju vďaka Virtuálnej batérii odložiť na neskôr. Napríklad na večer, keď slnko nesvieti a váš solárny systém elektrinu nevyrába. Akonáhle bude vaša spotreba vyššia než výroba, využijete najprv energiu z Virtuálnej batérie až potom tú zo siete.
Vďaka kvalitným monokryštalických solárnym panelom a špičkovým výkonovým optimizérom od ZSE dokáže fotovoltická elektráreň vyrobiť až o 25 percent viac energie a zároveň maximalizovať výkon z každého panela.
Hlavný rozdiel medzi fotovoltikou s optimizérmi a riešením bez optimizérov je v účinnosti jednotlivých panelov. Ak sa zníži výkon jedného panela, napríklad kvôli napadanému lístiu, zatieneniu či snehu, pracujú zvyšné panely vďaka optimizérom na sto percent. Vo fotovoltickej elektrárni bez výkonových optimizérov sa zníži nielen výkon zatieneného panela, ale aj výkon ostatných panelov.