Kromě solárních kolektorů a dalších zařízení, kde se zužitkuje především tepelná složka záření, existují také solární panely pro přímou přeměnu slunečního záření na elektřinu. Známe je dobře třeba z kalkulaček, pracujících i bez baterie. Co takhle udělat panel větší a napájet s ním celý dům?
Je to možné, teoreticky i prakticky, ale vynořuje se při tom řada problémů. Zmíněné panely využívají tzv. fotovoltaického či fotoelektrického jevu, při kterém jsou elektrony emitovány v důsledku absorpce elektromagnetického záření. Více se dozvíte v článku Fotovoltaické systémy.
Většina solárních článků je nyní vyráběna na bázi křemíku (polykrystalický, monokrystalický či amorfní), existují však také články na bázi arsenidu galia (účinnější, ale dražší) a dalších materiálů. Výroba je každopádně dosti drahá a náročná, takže ještě donedávna platilo, že energie spotřebovaná na výrobu byla větší, než kolik jí článek mohl poskytnout. To už však je minulost, další vývoj přinesl v tomto směru zlevnění výroby při zvýšení účinnosti. Když už jsme u účinnosti, ta stále zůstává dosti nízká – v elektrickou energii se přemění jen asi 10 až 17% dopadajícího záření. U experimentálních materiálů (např. na bázi oxidu titanu a organických barviv) se však již podařilo dosáhnout účinnosti cca 30-40%.
Praktická účinnost je ovlivněna mnoha faktory, jako jsou samotný materiál a konstrukce článků, materiál horní krycí desky (jež musí články chránit před vlivy počasí, přitom záření propouštět a neodrážet) a zejména umístění článků, ke kterému se ještě vrátíme. Dále je důležité uspořádání rozvodů, použité měniče atd.
Sluneční články se zatím používají hlavně k napájení menších spotřebičů – zahradních svítidel, cestovních nabíječek atd. Využití se nabízí také v odlehlých místech, třeba na chatě, kde není přiveden elektrický proud. Ale napájení celého domu už není tak jednoduché. Prvním problémem je cena celého zařízení, která je stále ještě dosti vysoká. Pokud vás zajímají konkrétní ceny panelů a článků, najdete je např. zde: http://www.novatrix.cz/nase-produkty/fotovoltaicke-systemy.htm či zde: http://solar.php5.cz/.
Pro pokrytí spotřeby domu budete potřebovat několik panelů o nezanedbatelné ploše, při jejichž umístění narazíte na různé potíže. Z jednoho m 2 panelu se dá – pouze za dobrých podmínek – získat kolem 100-150 W, prakticky bývá dosahováno spíše 50-100 W/m 2. Panely by měly být na nezastíněném místě orientovaném ke slunci, bezpečném před možným pádem větví, ale také před zloději, pro které je tak drahá věc lákavou kořistí. Proto se panely umísťují nejčastěji na střechy objektů. I tak však vyvstává jednak otázka estetická, a dále zabezpečení před silným větrem. Vichřice jsou na našem území docela časté a bylo by škoda nechat drahé zařízení zničit. Z hlediska účinnosti jsou nejlepší panely, které se automaticky otáčejí za sluncem – to je však náročnější finančně, technicky, i z hlediska zabezpečení před vlivy povětrnosti...
Zkrátka, problémů je dost, a to jsme ještě všechny nezmínili. Jak každý dobře ví, v našich krajích slunce nesvítí pořád, takže dodávka proudu z článků je velmi proměnlivá. V tomto ohledu jsou na tom mnohem lépe v jižních zemích. Jistě, řeší se to částečně akumulátory, ani ty však nejsou zadarmo a jejich možnosti nejsou neomezené. Solární systém nicméně nemusí být izolovaný (tzv. ostrovní), dá se napojit do rozvodné sítě s tím, že investor využije státní dotaci pro výkup takovéto energie. Za těchto okolností je teoreticky možné dosáhnout návratnosti investice v řádu 15-20 let.
Další důležitou věcí je aspekt životního prostředí. Sluneční články sice pracují zcela bez emisí, takže jejich samotný provoz je zcela ekologický. Horší už je to s výrobou, jež je ekologicky dosti náročná, a dále s budoucí likvidací článků. Totéž se týká ostatně akumulátorů.
Z uvedeného vyplývá, že v současné době najdou sluneční články využití spíše v místech, kde by zavedení sítě bylo drahé a neefektivní – např. u zmiňovaných odlehlých chat a horských středisek, u WiFi vysílačů apod., dále jako zdroj energie pro menší spotřebiče a přenosné vybavení, nebo u lidí, kteří zkrátka z různých důvodů chtějí nebo potřebují být nezávislí na dodávkách elektřiny ze sítě. Není však vyloučeno, že s dalším vývojem, sledujícím zejména snížení výrobní ceny a ekologické náročnosti, spolu se zvýšením účinnosti a životnosti, se dočkáme masovějšího využití tohoto zdroje.
Autor: Michal Hamšík