Fotovoltaika, zvyšování její efektivity a trendy do roku 2030

12 | A-Z ELEKTRO | červenec/srpen 2016 FOTOVOLTAIKA Fotovoltaické elektrárny všech rozměrů potřebují ke svému provozu několik důležitých částí. Jedním zhlavních je solární panel, který je složen zfotovoltaických článků, které mají tu schopnost, že dokáží přeměňovat světlo na elektrickou energii za použití fotovoltaického jevu. Ačkoliv se historie sledování anásledné sestrojení fotovoltaického článku datuje už do konce 19.století, jeho složení ahlavní přínos přišel až ve druhé polovině 20.století, kdy byl využit například vkosmonautice avpozdější době pro získání energie zesvětla. Vroce 1982 byla sestrojena vUSA první fotovoltaická elektrárna s1MW instalovaného výkonu. Od těchto prvních pokusů ozískání energie ze solárních panelů uplynulo mnoho let adnes nejsou zvláštností fotovoltaické elektrárny skapacitou iněkolika set MW.Největší takovou elektrárnou je vsoučasnosti fotovoltaická elektrárna Longyangxia Dam Solar Park vČíně, která má kapacitu 850 MW abyla dokončena druhou etapou vroce 2015. VČechách je vsoučasnosti největší elektrárnou FVE Ralsko Ra 1, která má kapacitu 38‚3 MW avdobě spuštění byla dokonce dvanáctou největší elektrárnou Fotovoltaika, zvyšování její efektivity a trendy do roku 2030 Autor: Ing. Petr Levek na světě. Znalci na fotovoltaické elektrárny hovoří otom, že se již plánují elektrárny sneuvěřitelnou kapacitou více jak 1GW, což by představovalo instalovaný výkon 26 x větší, než současně nabízí největší elektrárna vČechách. Při pohledu na celosvětový růst kapacity fotovoltaiky akaždoroční nárůsty samotných instalací, je zcela zřejmé, že zájem otento obnovitelný zdroj je obrovský ainvestice do jeho využití jsou značné. Budují se nově fotovoltaické elektrárny svýkonem několika stovek MW instalovaného výkonu nejen vEvropě, USA, ale také vAsii, kde vsoučasné chvíli například vČíně aIndii vznikají největší fotovoltaické elektrárny na světě. Důvod je jasný, obě tyto dvě nejlidnatější země na světě patří také mezi největší odběratele elektrické energie ato nejen kvůli samotné populaci, ale také zdůvodu stále rostoucí ekonomiky. Ikdyž se mnohým zdá, že fotovoltaika je bezproblémový obnovitelný zdroj energie jen sřadou výhod, opak je pravdou. Fotovoltaika kromě opravdu mnoha výhod, mezi něž patří zejména využití části dopadu obrovské sluneční energie ašetrnost kživotnímu prostředí, má iznačné nevýhody. Jednou ztěchto nevýhod ufotovoltaiky je jeho velká finanční náročnost instalace atak následná cena vygenerované energie je dražší, než získaná energie zjiných doposud známých zdrojů. Další nevýhodou je účinnost asamotný fakt, že solární články generují pouze stejnosměrný proud. Tento proud se musí pomocí střídačů převádět na proud střídavý azde dochází kdalším ztrátám účinnosti, ato vřádech několika procent. Ikdyž vlaboratořích bylo dosaženo až účinnosti 46%, běžná účinnost je mnohem nižší adosahuje většinou hodnoty na hranici poloviny ztéto laboratorně získané hodnoty. Mezi další nevýhody samozřejmě patří ivyužití jen vurčitých časových úsecích, kde během noci, nebo vlivem špatného počasí fotovoltaické články nejsou schopné přeměnit světlo na elektrickou energii. Hlavní uvedené nevýhody, které je možné vývojem ovlivnit, jsou předmětem výzkumů vmnoha laboratořích na celém světě, kde je snahou eliminovat co nejvíce ztráty azískat tak obnovitelný zdroj, který by svou efektivitou mohl vbudoucnu plně nahrazovat ineobnovitelné zdroje. červenec/srpen 2016 | A-Z ELEKTRO | 13 FOTOVOLTAIKA Účinnost fotovoltaického článku (zdroj http://www.nrel.gov/ncpv/) Vývoj instalací fotovoltaiky (data IEA PVPS – Trendy fotovoltaiky 2015) Gujarat Solar Park, největší solární park v Indii se současnou společno u kapacitou 856.81MW (obrázek zdroj http://gpcl.gujarat.gov.in/) Například laboratoř NREL (Národní laboratoř obnovitelných energií) vUSA věnuje v současnosti značnou pozornost výzkumu avývoji, které se zaměřují na tyto hlavní body — snižování nákladů na solární články, moduly asamotné systémy, — zvýšení účinnosti solárních článků, — zlepšení spolehlivosti fotovoltaických panelů acelých systémů. Tento plán je nastaven do roku 2020 apočítá sdosažením plánovaných hodnot sdružené ceny energie, neboli LCOE (Levelized Cost Of Electricity), snížené až na běžnou hodnotu 0‚06$ za 1kWh. Tato hodnota 1‚45Kč by měla být tak dalším krokem pro efektivitu fotovoltaických panelů spřihlédnutím na všechny potřebné náklady. Další plány na zvyšování efektivity jsou již postavené ikdalším letům, kdy například pro rok 2030 se plánuje cena na úrovni 0‚02$ za 1kWh. Obdobné plány jsou ina jiných kontinentech, kde například ve studii EU PV TP (European Photovoltaic Technology Platform) snázvem „Fotovoltaika LCOE vEvropě 2014–2030“ autoři predikují pro rok 2030 vEvropě cenu na hranici 0‚028$ za 1kWh. Tento pokles bude ovlivněn zejména díky poklesu fotovoltaických technologií adále spřihlédnutím na to, že ve fotovoltaice nepřijde neočekávaný zvrat, ve formě závratného vynálezu apod. Na predikované ceny aplány vřádech několika centů dolaru, což představuje hodnotu kolem 0‚70Kč za 1kWh, si však budeme muset ještě počkat. Věřme jen, že uvedené studie se nebudou mýlit acena za solární energii bude poté více dostupná všem zájemcům ojejí využití. Díky těmto změnám by se mohla zvýšit popularita pro využívání solární energie anaše životní prostředí by bylo omnoho škodlivin méně znečištěné. Svou měrou na cestě za lepším životních prostředím přispěje jistě iprojekt pod hlavičkou Fakulty chemické při Vysokém učení technickém vBrně, kde vzniká projekt na mobilní testovací laboratoř, který si detailněji představíme příště. Fakulta chemická VUT vBrně Ing. Petr Levek [email protected] www.fch.vutbr.cz Purkyňova 464/118, 612 00 Brno