Janitza.cz

Janitza Electronics se zabývá vývojem a výrobou energeticky úsporných systémů. Je výrobcem digitálních měřidel, systémů SEMS, univerzálních multimetrů, regulátorů jalového výkonu, systémů pro řízení spotřeby, ¼ hodinového maxima a dalších přístrojů nejvyšší kvality.

KBH.cz

Společnost KBH vyrábí, dodává a instaluje komponenty pro kompenzaci jalového výkonu. Zákazníky jsou elektromontážní firmy, výrobci rozvaděčů, projektanti, velkoobchody a velkoodběratelé elektrické energie. Společnost nabízí kvalitní komponenty a služby za velice příznivé ceny.

3. října 2008, Autor: varner
Nezařazené články

Fotovoltaika v podmínkách ČR

Úvod
Mimořádný vývoj a důvěra kladená ve fotovoltaiku pramení již ze samotné podstaty tohoto oboru. Elektrická energie produkovaná fotovoltaickým systémem není závislá na přítomnosti sítí, nutnosti použití primárních paliv a nebo jiných prostředků, ve své podstatě dostačuje pouze relativní dostatek slunečního záření. Při rozboru vývoje v zahraničí můžeme sledovat silnou orientaci některých dodavatelů fosilních paliv na tento obor, který zahrnují do svých strategických cílů na příští desetiletí. Jistě s očekáváním, že právě díky své agilitě a investicím v oboru fotovoltaiky se jim podaří zůstat na špici v oboru energetiky.

Blokové schéma: Samostatný zdroj el. energie s fotovoltaickou aplikací Foto paleta BR: Barevné možnosti monokrystalických křemíkových článků

Situace a očekávání ve světě
Vzhledem k exponenciálnímu růstu světové populace bude nutné vhodným způsobem zajistit krytí potřeb energie. Takzvaná klasická cesta produkce elektrické energie je úzce spojena se spalováním primárních paliv, ať již se jedná o zdroje fosilní (uhlí, zemní plyn, ropa) a nebo biomasu (je reprodukovatelná v řádech jednotek až desítek let). Nejmodernější spalovací technologie omezují emise škodlivin jako oxidy síry, dusíku, popeloviny apod. na minimum, není však prostředek k zamezení produkce oxidu uhličitého, který je znám jako jeden z hlavních původců jevu zvaného „skleníkový efekt“, tedy globálního oteplování a zajisté i místních změn klimatu. Nelze též opomenout fakt, že velké centrální parní zdroje spotřebují ve svém energetickém cyklu značné množství vody, která pak, vypouštěna z chladících věží, ovlivňuje místní klima.
V souladu s výše uvedenými tezemi pak jako vhodné alternativy pro budoucí využití a náhradu tradičních fosilních paliv připadají např. jaderné elektrány, hydroenergetické zdroje, větrné elektrárny a nebo právě fotovoltaické zdroje.
Jaký vývoj alternativních zdrojů se předpokládá? Někteří dodavatelé energie a distributoři trend nástupu alternativních zdrojů již zahrnuli do svých mnohaletých strategických plánů a investují do nich již nyní s cílem dalšího posilování této sféry v příštích letech. Jako příklad mohu uvést Royal Dutch Shell, Mobil, British Petroleum (plán růstu vlastní fotovoltaické výroby průměrně 30 % ročně) a Amoco, vesměs společnosti operující s ropou a plynem.
Z distributorů mohu uvést například holandskou společnost Nuon, East Electric, Vaten, PALL, RWE. Například Shell předpokládá, že podíl obnovitelných zdrojů u velkých výrobců energie převýší 50 % již během 50 let. Toto číslo je ohromující, vždyť představuje dvojnásobek současné celkové světové spotřeby a v podstatě znamená, že téměř celý nárůst spotřeby ve zmíněném období má být vykryt právě alternativními energetickými zdroji!
Velká důvěra se vkládá do fotovoltaiky. V současném tržním prostředí s velkou hustotou elektrických sítí a „umělou“ cenou energie dalšímu rozšíření brání především relativní ekonomická nevýhodnost fotovoltaiky.
Je zřejmé, že v budově již připojené k síťi a za současné cenové politiky se návratnost investice pohybuje v řádech až desítek let. Díky tomu se však již nyní otevírá velká perspektiva v oblastech odloučených od centrální dodávky, a to i v podmínkách ČR. V izolovaných lokalitách (nejsou myšleny samoty, ale pozemky bez sítí) již ve svých kalkulacích zohledňujeme cenu přípojky. Fotovoltaika je tak již konkurenceschopná i k dodávce elektřiny ze sítě „od cca jednoho kilometru“. Je nutné též zdůraznit, že připojení k sítím je též zohledňováno i v cenách stavebních pozemků.
Významným faktorem, který brání větším investicím do fotovoltaiky a vlastně decentrálních zdrojů obecně, je cena konkurenční energie dodávané ze sítě.
V meziválečném období, jak dokládá článek Vodní energie a historie využití v tomto vydání ČESKÉ ENERGETIKY, zaznamenáváme velký zájem o instalaci místních zdrojů energie. I přes fakt z dnešního pohledu velmi malé hustoty elektrických sítí, náklady na pořízení vlastního zdroje a potom výsledná cena za jednotku energie byly v mnoha případech výrazně pod komerční nabídkou. Pro názornost uvádíme ceny od elektrárenských svazů v 30. letech.
V dnešním tržním prostředí jsou jedním z nástrojů podpory tzv. pevné výkupní ceny elektřiny z obnovitelných zdrojů, které ukládají rozvodným závodům povinnost vykupovat elektřinu z fotovoltaiky za fixní částku 6 Kč za kWh (v sousedním Německu jde zhruba o částku 15 Kč, zvažuje se zvýšení na 20 až 30 Kč). Pokud ovšem chci elektřinu prodávat rozvodným závodům, přípojka je nutná. To opět staví fotovoltaiku do ekonomicky relativně méně výhodných pozic. Slovo relativní je zde však více než na místě.

Cena 1 kWh elektrické energie v roce 1937

Příklad fotovoltaické střechy s integrovanými panely Fotovoltaický systém zajišťuje el. energii v horském hotelu

Perspektivy fotovoltaiky
Největší předností fotovoltaiky je univerzální použití. FV systémy je možné používat v široké řadě výkonů, od zlomků wattu až po megawattové elektrárny, prakticky kdekoliv na povrchu Země, ve vzduchu i ve vesmíru, a to v celé řadě domácích, průmyslových a komunálních aplikací. Podobně jako moderní telekomunikační systémy dovolují spojení i s nejzapadlejším koncem Země, bez použití drátů, fotovoltaika dává podobnou možnost – energii kdekoli. Předpokládá se, že se obě tyto techniky stanou nejdůležitější základnou pro vývoj rozvojových zemí, které potřebují jak přístup k informacím tak k energii v decentralizované formě, bez nutnosti výstavby drahé konvenční infrastruktury.
Fotovoltaika, podobně jako mikroelektronika, má obrovský potenciál ke snížení spotřeby materiálů na vlastní výrobu a tím ke snížení výrobních nákladů. Dosavadní vývoj potvrzuje tuto schopnost. Zatím malé (v porovnání s ostatními zdroji) využití přináší perspektivu masového rozšíření, výroby a poklesu nákladů. Technologický rozvoj je také významným hnacím motorem.
FV systémy pracují s vysokou spolehlivostí. Potvrzují to desítky tisíc provedených instalací na celém světě, z nichž některé pracují více než 30 let. Účinnost přeměny světla v elektřinu je stále na stejně vysoké úrovni. Přitom jsou tyto systémy použity i v klimaticky velmi obtížných oblastech jako jsou rovníkové a tropické klima, vysoké hory, osady u polárního kruhu, přímořské oblasti nebo objekty přímo na moři (lodě, majáky, ropné plošiny).
Přínosy pro životní prostředí vyplývají z vlastního principu činnosti, tedy přímá přeměna sluneční energie na energii elektrickou. Odpadá tedy spalovací proces, nutnost chlazení, maziv a podobně, následně pak nutná manipulace a uskladňování odpadů.
Pokud pohlížíme na fotovoltaiku z pohledu produkce elektrické energie, je v současné situaci konkurenceschopná za těchto podmínek:
- místo izolované od sítě;
- menší nároky na příkon;
- menší nároky na spotřebu.
Zbudování přípojky je nákladnou záležitostí a dá se říci, že i několika kW fotovoltaický systém se vyplatí při vzdálenosti nad 1 km od přípojného místa. Náklady na vedení v obtížném terénu a nebo podzemní vedení bývají větší.
Je zřejmé, že přístroje náročnější na příkon si vyžadují vyšší výkon fotovoltaického systému. Co se týče domácích spotřebičů, dnes již je k dispozici dostatečný sortiment zařízení s minimálním příkonem. Vyšší požadavky na příkon může krýt záložní diesel agregát, jak je patrné na blokovém schématu.

Fotovoltaika a využití v architektuře
Moderním, u nás však začínajícím přístupem (ne však ve světě!), je začlenění fotovoltaiky do architektury a nebo dokonce integrace do stavebních prvků, kde je nutné posuzovat cenu fotovoltaiky nejen podle přínosu energie, ale také jako substitut stavebních konstrukcí. V souhrnu si představme některé architektonické možnosti.

Střechy:
- Velkoplošné FV panely jako náhrada krytiny.
- Malé FV moduly na střešních taškách.
- Krytina s integrovanými FV moduly.
Světlíky:
- Polopropustné FV panely konstrukce sklo-sklo.
- Zakázkové FV panely požadovaných tvarů.
Fasády:
- Standardní FV panely montované na fasády.
- Integrální FV moduly do skleněných fasád.
Okenní polopropustné žaluzie:
- Pevně instalované částečné stínění proti přímému slunci.
- FV žaluzie s proměnným sklonem.

Na transparentních příkladech je zřejmé, že využití fotovoltaiky přináší nejenom energetický profit (který stavební prvek vyrábí elektřinu), ale také nový architektonický styl, úspěšně nahrazující tradiční materiály a jejich užitné vlastnosti.


Graf Shell: Prognóza vývoje podílu paliv na krytí energetické potřeby lidstva

Slunce může dodávat prostřednictvím fotovoltaických modulů elektřinu. Ale ne všechna energie slunečního záření se spotřebuje k přeměně na elektřinu.
Monokrastalické křemíkové články používané pro výkonové instalace nejúčiněji využívají část slunečního spektra v intervalu vlnových délek 0,38 až 1,1 mikrometru. Větší vlnové délky infračerveného záření křemíkem procházejí. Na toto je nutné pamatovat při použití FV na pláštích, světlících nebo střechách budov. Je výhodné využít tepelné záření procházející křemíkem například k ohřevu vzduchu mezi pláštěm a zdí.
Při přeměně světla v elektřinu dochází také ke vzniku tepla. Rovněž tuto tepelnou energii můžeme a vlastně měli bychom využít, protože s rostoucí teplotou klesá výkon FV zdroje. Je vhodné zajistit chlazení FV prouděním vzduchu ze zadní strany panelu.
Celková cena stavby bude jistě nižší integrací FV jako konstrukčního prvku. Šetříme jiný materiál a navíc získáváme elektřinu a teplo.
Funkci světlíků názorně demonstrují ilustrační fotografie. Na rozdíl od tradičních kostrukcí lze integrovanými fotovoltaickými moduly krýt část spotřeby elektrické energie. Vhodným příkladem je hala požární zbrojnice v Holandsku, v jejíž střešní krytině jsou integrovány fotovoltaické moduly o celkovém výkonu 24 kWp. Střecha tak plní nejenom tradiční funkci, ale je také zdrojem elektrické a v širších souvislostech i tepelné energie.

Směrem k novému image
Každá firma a společnost má svůj název, své logo, tak proč by nemohlo být přímo logo sestaveno ze solárních článků? S zajímavou myšlenkou přišla česká společnost Solartec, jde o využití fotovoltaických panelů k sestavení loga společnosti. Vyčleňuje tím tak novou roli fotovoltaice a to jako estetického prvku, který dodává „corporate identity“ image společnosti otevřené moderním technologiím a šetrného vztahu k přírodě.
Barevnost jednotlivých článků se dociluje složitým chemickým procesem, kdy se vrstvením nitridu křemíku docílí požadované barevnosti. Není možné docílit pestré škály barev, ale pouze několika odstínů – tmavě modrá, azurová, purpurová, světle a tmavě šedá, zelená, světle hnědá a zlatá. Solartec je jeden z mála výrobců, který tuto technologii zvládá. Panely se skládají z jednotlivých článků. Každý článek může mít různou barvu a každý panel může být různého tvaru, což umožňuje sestavit velmi zajímavé kompozice Zdroj Firma SHELL tvarů a barev – loga, nápisy, fasádní, okenní a střešní doplňky, ornamenty a mozaiky apod.

Otáčivé fotovoltaické panely nejen vyrábějí elektřinu, nýbrž i regulují prosvětlení vnitřních prostor budovy (YKK Tokio)

Závěr
Fotovoltaika zvyšuje pochopitelně užitnou hodnotu budovy, stává se prestižní záležitostí a jakousi předzvěstí nové doby, kdy se budeme muset opět vrátit k primárnímu zdroji energie planety Země – ke Slunci a opustit konvenční způsob získávání energie z fosilních zdrojů, jako historického artefaktu průmyslové revoluce, přelomu 19. a 20. století. Pochopitelně se dnes ještě nejedná o zdroj energie, který by mohl konkurovat současným relativním cenám, ale je třeba si uvědomit, že primárním materiálem dnes nejhojněji využívaným ve fotovoltaice je křemík, kterého máme v zemské kůře obrovské zásoby, a stejně tak jako revoluce informační, dokázala na stejném prvku postavit svůj dominantní přístroj – počítač a rozvojem ho neuvěřitelně zlevnit. Je více než pravděpodobné, že se totéž bude dít i s cenou fotovoltaických panelů a článků. A pokud je dnes v architektuře sklo žádaným materiálem, stává se jím také fotovoltaická plocha v nejrůznějších podobách.

Miroslav Götz
ČESKÁ ENERGETIKA s.r.o.

Použitý zdroj - informační CD ROM fy Solartec, Bartek J. a kolektiv.

Sdílet

Komentáře

Najdete nás na Facebooku
Odběr novinek
Server CESKAENERGETIKA.cz
Česká Energetika s.r.o. a Česká energetická asociace provozují portál www.ceskaenergetika.cz, vydávají dva časopiy z oblasti energetiky a OZE, pořádají na tato témata semináře a konference pro laickou i odbornou veřejnost.
Důležité odkazy
Spolupracujeme
Najdete nás také na
Portál www.ceskaenergetika.cz © 2011 pohání redakční systém MultiCMS. Grafické zpracování Cossi Design.