NOVINKY OD GREENCZECH                                                                                                   

                                                                                                                                                                  

Alternativní technologie - amorfní křemík

 
 
Amorfní křemík se pro účely slunečních elektráren komerčně využívá relativně krátkou dobu, přibližně od roku 1985, samotná technologie amorfního křemíku je však známa mnohem déle a pro běžného smrtelníka je nejčastěji k vidění například v kalkulačkách na "solární pohon". Amorfní látky jsou látky v pevném skupenství, které nemají pravidelnou (krystalickou) strukturu. Uspořádání částic je v těchto látkách náhodné, určité zákonitosti existují pouze v polohách navzájem sousedících atomů. Přestože jsou amorfní látky pevné, lze je pokládat za kapaliny s velmi vysokou viskozitou. V přírodě vznikají např. při rychlém ochlazení taveniny, kdy částice nemají dostatek času k vytvoření krystalu. Mezi amorfní látky patří např. sklo, asfalt, vosk nebo pryskyřice, při zahřívání postupně měknou, až do teploty, kdy se rozpustí. Jejich teplotu tání tudíž nelze přesně určit, ale lze je charakterizovat pomocí oblasti měknutí, což je teplotní interval mezi pevnou a kapalnou fází.
 
Odlišnosti amorfní technologie
Zásadní odlišnost amorfních modulů spočívá již v jejich samotné výrobě. Zatímco krystalický křemík se vyrábí surovin ve vysokých pecích a poté jsou ingoty křemíku upravovány do podoby článků, moduly z amorfního křemíku jsou vyráběny tak, že je ve vakuové komoře při teplotách kolem 200°C napařováním nanášena vrstva amorfního křemíku na skleněnou tabuli. Podkladovým materiálem nemusí být nutně pouze sklo, ale i plasty nebo kovové folie. Zatímco klasické krystalické články mají tloušťku cca 0,3 mm, amorfní křemík je nanášen do vrsteve nepřesahujících 0,001 mm, odtud označení "tenkovrstevná technologie". Výroba amorfních modulů je tedy levnější, méně materiálově i energeticky náročná oproti krystalickým technologiím. Na druhou stranu dnešní amorfní moduly významně zaostávají za krystalickými v parametru účinnosti - dosahují oproti monokrystalu přibližně poloviční účinnosti. Účinnost však nic neříká o kvalitě samotné technologie, účinností je dána pouze plošná rozhloha panelů, která je nutná pro dosažení špičkového výkonu 1kW. Pokud 1kWp u krystalických technologií znamená cca 8 metrů čtverečních panelů, pak u tenkovrstevné technologie je třeba cca 16 metrů čtverečních. Amorfní panely jsou odlišné rovněž svým vzhledem.
 
 

 

Výhody a využití modulů z amorfního křemíku

 

Tenkovrstevné moduly z amorfního křemíku produkují v prvních 60 hodinách provozu přibližně o 30% vyšší výkon, než je výkon nominální (udávaný výrobcem). Dále je pak výkon cca o 15% vyšší, ale během následujícího roku postupně klesá, až se ustálí na výrobcem deklarované nominální hodnotě. Tento jev se nazývá Staebler-Wronski efekt. Amorfní křemík má proti krystalickému křemíku jednu velkou výhodu, netrpí totiž tolik na letní přehřívání. Amorfní křemík má nižší teplotní součinitel výkonu, jeho účinnost tedy s rostoucí teplotou klesá podstatně pomaleji, než jak je tomu u krystalického křemíku. V letních měsících je tedy z amorfních modulů lepší výtěžnost. Další výhodou je samotná vzhledová odlišnost modulů založených na amorfním křemíku - může být použitelný na místech, kde byla z estetických, krajinářských nebo podobných důvodů úředníky výstavba sluneční elektrárny zakázána, týká se to například památkově chráněných zón, CHKO a pod. Amorfní křemík je také technologií vhodnou na místa, kde není možné splnit požadavek optimální orientace fotovoltaického systému, tedy v případech, kdy je kolektorové pole nutné orientovat spíše k východu nebo k západu, tedy u odchylek více než 45° od jihu. Cenové a výkonnostní výhody amorfního křemíku pomáhají kompenzovat ztráty, které plynou z neoptimální orientace panelů, jsou v těchto podmínkách výhodnější, než moduly z krystalického křemíku.
 
 

Argumenty pro fotovoltaiku

Sluneční (fotovoltaické) elektrárny mohou být elegantním řešením pro odlehlé samoty, ale i zajímavou investicí pro všechny majitele nemovitostí. Stát totiž na 20 let dopředu garantuje tzv. výkupní ceny a zelené bonusy, jež musí distributor elektřiny ze zákona platit za každou kilowatthodinu pocházející z obnovitelných zdrojů elektřiny (OZE). Zatímco výkupní ceny dostáváte, pokud prodáváte elektřinu místnímu distributorovi elektrické energie (ČEZ, E.ON, PRE), zelené bonusy získáte i za energii, kterou jako majitel sluneční elektrárny sám spotřebujete. Tato možnost je pro vás ještě výhodnější, protože:

  • ušetříte za elektřinu v domácnosti
  • zvýšíte svou nezávislost na venkovních zdrojích a zvyšujících se cenách energií
  • získáte garantovaný příjem v podobě zelených bonusů (aktuálně 5,08 Kč/kWh)

Paní Lucie ale také četla všechny skeptické články, které efektivitu domácích slunečních elektráren zpochybňovaly, poukazovaly na malou účinnost článků, vysoké náklady na pořízení systému, a celé projekty vydávaly za promarněné investice naivních snílků.


Vyplatí se vlastní fotovoltaický systém?

Jak to tedy je? Vyplatí se sluneční elektrárna? Jaká je návratnost investice? Paní Lucie si o fotovoltaice leccos přečetla, prohledala internet a oslovila s dotazy a nezávaznou poptávkou několik firem, které se zabývají prodejem a instalací solárních systémů. Z došlých cenových nabídek a propočtů svých možností financování počáteční investice došla paní Lucie k závěru, že i při současné úrovni účinnosti a životnosti solárních panelů se pořizovací cena systému vrátí za 6-8 let. Pak ale bude minimálně dalších 12 let nejen dosti výrazně šetřit výdaje za elektřinu, ale také si připíše velmi pěkné zisky z prodeje elektřiny a zelených bonusů, které má minimálně na 20 let garantované státním Energetickým regulačním úřadem.

Základní parametry - kolik elektřiny ze slunce získáte?

Jak se výnos kalkuluje? Na počátku je třeba vzít v potaz plochu střechy, kam je možné moduly umístit, sklon střechy a její orientaci vůči slunci (nejlepší je jih), ale také lokalitu, v níž je dům situován (Znojmo je na tom se svítivostí o poznání lépe než třeba Jeseník). Na základě těchto vstupních parametrů po výběru vhodné technologie lze stanovit budoucí výkon plánované elektrárny, z něhož lze vypočítat zisky a také návratnost investice.

Dům paní Lucie leží nedaleko Kladna, kde je příznivá svítivost, a střešní plocha vhodná pro umístění modulů činí 50m2. Sklon střechy je téměř ideálních 30° a orientace je vychýlena o 20°oproti optimu. Ze všech těchto parametrů vyplyne, že tzv. ideální roční produkce se vynásobí koeficientem 0,98, aby paní Lucie získala reálný předpoklad, kolik energie ze svého solárního systému ročně získá.

 


Výběr technologie solární elektrárny

Kvalita většiny penelů nebo měničů je dnes na velmi srovnatelné technické rovni. Výkonnostně se od sebe liší pouze v jednotkách procent. Přesto se mnoho klientů ztrácí při výběru ideálních komponentů pro FVE. Jak se tedy vyznat v parametrech a kvalitě jednotlivých komponent ? Vždy e třeba začít u panelů, existují tři druhy monokrystalické, polykrystalické a amorfní první dva jsou zjednodušeně tvořeny křemíkovými deskami rozdíl je že monokrystalické mají tvar desky vetvaru osmihranu a jsou černé barvy, polykrystalické desky mají desky čtyřihrany a jsou modré... výkonnostně co se týče plochy jsou rozdílné, monokrystalické jsou výkonnější avšak v praxi ve finální podobě Fotovoltaického panelu je rozdíl zanedbatelný mez oběmi technologiemi. Důvodem je, že polykrystalických desek uložíte do panelu více oproti monokrystalického osmihranu.

   

Co se týče druhé nejduležitější součásti Vaší FVE je měnič, střídač nebo-li invertor. Více o měničích ZDE
 

 

 

Způsob prodeje "solární" elektřiny

Paní Lucie chce solární systém užívat pro vlastní potřebu a přebytky prodávat v režimu tzv. zeleného bonusu. To znamená, že bude od místního distributora elektřiny dostávat za každou vyrobenou kilowatthodinu tzv. zelený bonus, jehož hodnota je 5,08Kč. Za elektřinu tedy nebude platit, naopak bude dostávat zaplaceno i za svou vlastní spotřebu. Přebytky pak prodá na volném trhu. Investice by se jí měla vrátit nejpozději za deset let, za dalších deset let by měla i při započtení nákladů na úvěr.

 

Způsob Stárnutí panelů Kyocera: 8,6% za 23 let!!!

  Společnost Kyocera provedla reálný test stárnutí fotovoltaických modulů. Test proběhl v Japonské Sakuře na fotovoltaickém systému o výkonu 43 kWp. Instalace tohoto systému proběhla v roce 1984, byla zde použita obdobná technologie FV panelů jakou používá Koycera dodnes (polykrystalický článek). Z testu vychází, že reálné stárnutí po 10-ti letech bylo pouze 4% oproti nominálním hodnotám. Po 23 letech fotovoltaické panely zestárly na hodnotu 8,6% (jedná se o průměrnou hodnotu), tj. 91,4% nominálních hodnot fotovoltaického modulu.

Tento parametr byl dosažen hlavně díky použitým komponentům a křemíku té nejvyšší kvality, které používá Kyocera dodnes. Tento parametr má do budoucna velkou zásluhu na vyšších výnosech celého fotovoltaického systému a tím i vyšší zhodnocení celé investice.