Ak sa zo zariadením schopným pokryť iba potreby nízkozáťažových spotrebičov dostávame na úroveň niekoľko tisíc eur za cenu kompletného zariadenia, potom je otázka zmysluplného použitia fotovoltiky na mieste. Nikomu netreba vysvetľovať význam inštalácie fotovoltiky v ostrovných systémoch (inštalácie na odľahlých miestach bez možnosti prívodu elektrického prúdu) alebo tam, kde pobývame len sporadicky (víkendové chatky a chalupy). Pre bežný rodinný dom sú aplikačné podmienky menej lukratívne, aj keď vzrastajúca cena energií dáva predpoklad tomu, že tak nebude večne. Zatiaľ sa napriek celkom slušne vzrastajúcej produkcii fotovoltických panelov vo svete ich hromadné a celoplošné nasadenie do domácnosti nekoná. Sú hospodársky vyspelé krajiny, ktoré časť svojich ekologických podporných fondov využívajú na dotáciu a motiváciu záujemcov o využitie fotovoltiky a, samozrejme, aj iných obnoviteľných zdrojov, ale my medzi tieto šťastné krajiny nepatríme.

Kde sa dá fotovoltický systém využiť a kedy je efektívny?

Ak nezabudneme na klasického strašiaka návratnosti, ktorým operujú takmer všetci naši zákazníci (dokonca aj takí, ktorí sa k nám dovezú na niekoľko miliónovom aute a nikdy im ani nenapadne rozmýšľať o tom, kedy sa im investícia do neho vráti), tak môžeme každého ubezpečiť, že vzhľadom na reálnu životnosť fotovoltických panelov sa im investícia raz vráti, lebo ani za jeden watt energie, ktorú im počas svojej životnosti zariadenia vyprodukujú, nebudú musieť zaplatiť ani cent! Tým tvrdohlavejším odporúčame, aby si spočítali, koľko dajú za jeden watt vyprodukovaný batériami do rôznych domácich zariadení. Budete prekvapení, ale sú to počas vášho života značné sumy. Je, žiaľ, prirodzené, že človek je náchylný po korune utrácať tisíce, ale naraz ich investovať do reálne garantovanej úspory nedokáže.

Okrem v predošlej otázke uvedených ostrovných systémov na aplikáciu fotovoltiky (odľahlé miesta) sa teda fotovoltika uplatní pri náhrade batérií, v kempingových zariadeniach, alarmoch, chatách a chalupách na dobíjanie mobilných telefónov a podobne. Z praxe vieme, že najrôznejšie aplikačné možnosti nachádzajú sami zákazníci. Veľmi výhodná je aplikácia v spojení s termickým solárnym systémom. Predstavte si chatku alebo víkendový domček, ktorý by ste chceli temperovať solárnou energiou. Termický solárny systém nám z plochy solárnych kolektorov na rozdiel od fotovoltiky produkuje energiu doslova v kilowattoch, ktorú vieme zužitkovať v nízkopotenciálových vykurovacích telesách (napríklad veľkoplošný podlahový systém). Ak nemáme v objekte zdroj elektrickej energie, nepodarí sa nám energiu z plôch solárnych absorbérov dostať. Jednoducho potrebujeme poháňať obehové čerpadlá, aby sa slnkom nahriate médium dostalo do teplovýmenných plôch v objekte, a napájať aj riadiaci systém, ktorý bude efektivitu dodávky energie strážiť.

Na uvedenú úlohu lepší zdroj elektrickej energie ako fotovoltaický systém ťažko nájdeme. Výhodou je energia zdarma a súvzťažnosť
s kvalitou slnečného svitu. Ak slnko intenzívne nahrieva termické kolektory, zároveň intenzívne vyrába elektrickú energiu na fotovoltickom paneli a intenzívne poháňa distribúciu média obehovými čerpadlami. Pri poklese aktivity solárnej energie sa samoregulačný proces prejaví spomalením obehového prietoku a teplonosná kvapalina sa môže lepšie prehriať. V reálnej situácii tento proces síce musí z hľadiska citlivosti doladiť regulátor, ale výsledky sú pomerne dobré.

V lete, keď objekt viac využívame a vykurovanie je pasé, systém prechádza na výrobu TÚV v zásobníku, ktorý v zime slúži ako kvázi akumulátor. Proces výroby TÚV v lete je počas dňa intenzívny, ale krátkodobý, preto zvyškový výkon fotovoltiky použijeme na iný účel (malá chladnička, úsporné osvetlenie, prenosný televízor, mobilný telefón, alarm a pod.).

Treba fotovoltický panel otáčať za slnkom?

Pre stabilný výkon by to bolo veľmi účelné, ale riešenie problému je ako vždy otázkou kompromisu. Ak by nám polohovacie zariadenie (nejaký servomotor) spotrebovalo toľko energie, že zisk zo zmeny polohy by ju nekompenzoval, potom je jeho aplikácia nereálna (a to ešte musíme počítať s tým, čo nás také servozariadenie bude stáť). V praxi sa preto polohovanie uplatňuje iba zriedka. Aby bola účinnosť relatívne dobrá, je účelné pre panely fotovoltického systému nájsť počas dňa netienenú plochu s južnou, juhojuhovýchodnou alebo juhojuhozápadnou plochou so sklonom 32 – 47° vzhľadom na horizontálnu rovinu.

Z čoho sa fotovoltické panely vyrábajú?

Fotovoltika využíva známy fyzikálny jav, na základe ktorého sa elektrická energia produkuje na intenzívne osvetlených kremíkových
(a iných) polovodičových čipoch. Laicky a veľmi zjednodušene: kremíkové monokryštály sa kolmo na os režú na tenké plátky, na ktoré sa leptajú a naparujú miniatúrne fotodiódy a fototranzistory. Hotové plátky sa zapuzdrujú do priehľadných fólií a prepájajú vodivými prepojmi. Inou alternatívou sú polykryštály viacvrstvovo naparované vo vákuu na sklenenú dosku, vypaľované laserom do štruktúry polydiód, vyplnené napríklad hliníkom a zapuzdrené do podoby dvojskla. Proces je omnoho zložitejší, ale v podstate vždy využíva jav, ktorý je základným kameňom kvantovej fyziky a predmetom trvalého skúmania a vysvetľovania.

Ing. Milan Špes
SOLARKLIMA, s.r.o.