Online magazín o tom, jak ušetřit a inspirovat se ve světě energií

Aktuálně čtete

Když okna vyrábějí elektřinu
4 min 1680
9.4.2021 / Josef Horký / 4 min. čtení

Když okna vyrábějí elektřinu

Když okna vyrábějí elektřinu
Střechy pokryté solárními panely nebo solární „pole“ už dnes těžko někoho překvapí. Vývoj však stále kráčí kupředu mílovými kroky, a co bylo ještě před pár lety téměř nemyslitelné, se dnes stává realitou. Jedním z takových fenoménů jsou i čiré solární panely, které by teoreticky mohly sloužit i jako okna. Patří budoucnost solárním sklům?

Solární panely na střechách, to už je v uvědomělých společnostech západní polokoule stará písnička – přestože panují názory, že obehraná by měla být ještě mnohem více. Jejich historie začíná už na konci devatenáctého století, kdy v roce 1888 obdržel americký investor Edward Weston hned dvojici patentů na svůj návrh solárních článků, které byly schopné přeměnit energii slunečního záření na energii elektrickou. Mimochodem, jsou to americké patenty číslo 389,124 a 389,125 a je možné si je online prohlédnout.

K praktickým, v běžném životě použitelným fotovoltaickým panelům, jak je známe dnes, však od tohoto Westonova vynálezu (a nejen Westonova, podobný nápad měl ve stejném roce i ruský vědec jménem Alexandr Stoletov) vedla ještě dlouhá cesta – přes objevy řady vynálezců a inženýrů, rozvoj v oblasti plastů a křemíku, mnoho patentů a pár dalších dekád. Teprve v sedmdesátých letech dvacátého století se začaly objevovat první pokusné panely, schopné pokrývat domy. Ty byly přesto na výrobu tak náročné, že se k masové produkci jednoduše nehodily.

Když okna vyrábějí elektřinu_1

O necelé půlstoletí později slyšel slovní spojení „solární energie“, případně „fotovoltaické panely“, pravděpodobně každý obyvatel zeměkoule. Produkce solární energie ve světě meziročně roste v řádech desítek procent (mezi roky 2019 a 2020 šlo zhruba o 22% nárůst) – jen za poslední pětiletku to bylo více než trojnásobně. A nic nenasvědčuje tomu, že by se nastolený trend měl nějakým způsobem zpomalovat.

Solární panely budoucnosti

S rozvojem technologií totiž přichází nejen nižší cena, a tím pádem i dostupnost širší veřejnosti, ale také vyšší efektivita jednotlivých panelů. Ta se v současnosti pohybuje na hranici 20 %, což znamená, že za standardních podmínek dokáže jeden metr čtvereční takového panelu vyrobit za jeden rok přibližně 200 kWh elektřiny. Jedna taková tabule tedy pokryje zhruba třetinu energetických nákladů na chod stolního počítače, který běží zapnutý osm hodin denně.

Tím však fotovoltaická evoluce nekončí. Jedním z posledních trendů jsou totiž panely průsvitné, které otevírají dveře novým způsobům implementace. V tomto směru se jako velice zajímavé jeví především výzkumy a projekty nové generace solárních panelů z materiálu zvaného perovskit (mimochodem i jeho objev se datuje do devatenáctého století). Takové panely jsou přitom jako z představ autorů vědecko-fantastické literatury – jsou nejen průhledné, ale také ohebnější, lehčí a jednodušší na výrobu, a tím pádem opět levnější.

Když okna vyrábějí elektřinu_2

Jak to celé funguje a jak je možné, že mohou být panely po letech „standardní černé varianty“ průsvitné? Klíčem je vývoj panelů, které umí zachytávat jenom určitou část spektra světelného záření. Transparentní panely se specializují na pohlcování ultrafialové části spektra, zatímco nám viditelnou část propouštějí dále. Z toho vyplývá, že je jejich efektivita v porovnání se standardními solárními panely menší – zatímco běžné panely pracují na úrovni již zmiňovaných dvaceti procent, průhledné panely se mohou pyšnit „jen“ 5–7 %. Bod pro tradiční panely.

Jejich výhoda spočívá především v možnostech aplikace a využití, které jsou v podstatě nekonečné. Všechny skleněné povrchy od prosklených dveří, fasád, střech až po obligátní okna nemovitostí (velké administrativní budovy si o to vyloženě říkají) i movitostí – kupříkladu celý povrch vašeho auta může být pokrytý vrstvou průhledných solárních panelů nebo průhledným filmem. Nebo třeba městské chodníky. Fantazii se meze nekladou.

TIP

Uvažujete o fotovoltaice do vaší firmy? Rádi vám s ní pomůžeme. Napište nám na b2breseni@eon.cz!

Zachrání solární okna svět?

Podle odhadů společnosti Freedonia Group bylo v roce 2020 položeno více než 8 miliard čtverečních metrů plochého skla v budovách. Jak by to vypadalo, kdybychom místo běžných skel použili skla se solárními panely? Při průměrné desetiprocentní efektivitě a při standardních světelných podmínkách by se jen z nich dalo za rok v ideálním případě získat něco mezi 1000–1500 TWh elektrické energie. Což zhruba odpovídá jedné šestině výroby energie z uhlí a jedné dvacetině celkové energetické spotřeby na Zemi. V přepočtu na emise oxidu uhličitého, které lidstvo za rok vyprodukuje? Přibližně o sedm procent méně. Zdá se to možná málo, ale každý příspěvek se počítá.

Když okna vyrábějí elektřinu_infobox

Cena – to je, oč tu běží

Společnosti jako Ubiquitous Energy, jejíž centrála v kalifornském Redwood City je jednou z prvních budov s čistě fotovoltaickými okny, ClearVue, Onyx Solar nebo polská Saule Technologies tlačí své technologie kupředu každý rok, snižují náklady na výrobu, a tím pádem i výslednou cenu. Zásadní otázka však zůstává: Bude to stačit pro široký trh?

Ještě před několika lety byla odpověď jednoznačná – ne. Návratnost investice ve výpočtech byla delší než životnost solárních skel (která se pohybuje okolo deseti let) a ta navíc dramaticky zaostávala za běžnými fotovoltaickými panely. V poměru cena/výkon klasické panely převyšovaly své průhledné bratrance až čtyřicetkrát. I proto byla solární skla používána spíše v experimentální rovině.

Když okna vyrábějí elektřinu_3

Rozdíly se sice zatím úplně nesrovnaly – což z logiky věci není ani možné –, ale hodnota nepoměru přeci jenom klesla. Cena standardních solárních panelů začíná na 35 eurech, Saule Technologies plánuje své solární články využívající perovskit prodávat za 50 eur za metr čtvereční. Výkonností se přitom pohybují na zhruba čtvrtině efektivity běžného panelu. Poměr cena/výkon pro fotovoltaickou „klasiku“ tak klesl ze čtyřicetinásobku na šestinásobek.

Při podobné cenovce a průměrné ceně kilowatthodiny v Česku (4,08 Kč) se samotné solární sklo zaplatí během jednoho až dvou let, ačkoliv investice jako taková bude mít návratnost samozřejmě delší. Jakou konkrétně, bude záviset projekt od projektu. Propast mezi standardními panely a solárními skly sice nadále existuje, ale s postupem času se dramaticky zmenšuje. A vezmeme-li v potaz, jak rychle se technologie v této oblasti vyvíjejí, další ztenčování nepoměru je nabíledni. Vývojové týmy firem po celém světě se přitom zaměřují především na zvyšování efektivity průhledných solárních panelů, takže je více než pravděpodobné, že náskok klasických „černých“ kolektorů bude do budoucna jedině klesat. Jakmile zmizí tato překážka, jejich masivnímu nasazení do praxe nebude bránit vůbec nic

Nejlepší články e-mailem