Soláry na střeše, na autě i na těle

Využití solární energie začíná být samozřejmou součástí firemního i soukromého života. Umístěním fotovoltaických panelů na střechu domu, skladu nebo provozovny to ale nekončí. Ve světě, kde solární energie zajišťuje provoz domácností, dopravních prostředků a všemožných zařízení, se objevují stále nové „vychytávky“, které život na sluneční pohon usnadňují.

Málokoho už na ulici překvapí lampa veřejného osvětlení, která přes den čerpá energii ze slunečního záření a večer díky tomu úsporně svítí. Na stejném principu dobře fungují zahradní svítidla nebo lampy osvětlující garáže, verandy, pergoly či terasy. Oblíbené jsou také solární nabíječky. V době, kdy se většina lidské komunikace, práce i zábavy odehrává na mobilních telefonech, tabletech a dalších digitálních zařízeních, jsou sluneční paprsky jako dobíječky baterií užitečným pomocníkem. Takový solární panel může být například součástí batohu, ve kterém se během cestování dobíjí baterie notebooku, tabletu a bezdrátových sluchátek.

Na trhu už běžně najdeme solární reproduktory, kterým energie ze slunce stačí k přehrávání hudby na místech, kde není možné připojit zařízení k síti. Ale třeba i solární moka konvičku, která umí pomocí slunce uvařit italskou kávu, solární sprchu pro outdoorovou hygienu nebo sluncem napájená venkovní vánoční světýlka.

Tématem některých výzkumů a pilotní výroby je dokonce solární oblečení, díky kterému by například sportovci mohli svou elektroniku nabíjet při běhu nebo při jízdě na kole. Theodore Hughes‑Riley z britské Nottingham Trent University přišel s návrhem textilie osazené miniaturními fotovoltaickými články, které dokážou vyrobit ze sluneční energie dostatek elektřiny k nabití mobilního telefonu nebo chytrých hodinek. Látka je prodyšná a může se vyprat v pračce na 40 stupňů. Tým britských vědců v současné době pracuje na zefektivnění tohoto výrobku.

Solární bundu, která vám během pobytu venku nabije telefon, si zatím v Česku jen tak nekoupíte. Některé firmy už ale mají s výrobou fotovoltaického textilu zkušenosti a do budoucna takový byznys nevylučují, i když zatím si spíše uvědomují jeho úskalí. „Umíme navrhnout technologii pro textilii, která by byla pružná a efektivně na tomto principu fungovala. Má to ale své technické limity a velmi záleží na tom, jak by finální výrobci takové oblečení využili, aby se jeho výroba vyplatila,“ říká Milan Baxa, jednatel firmy Applycon, která už textil s fotovoltaickými mikročlánky dodala několika zahraničním zákazníkům.

Trendem v oblasti fotovoltaiky jsou také lehké a ohebné panely, které se nabízí pro instalaci na místech, která vyžadují flexibilitu a odolnost vůči povětrnostním podmínkách. Dají se použít třeba na lodi, na chatě nebo na domech s netradiční střechou.

Střešní tašky fotovoltaice na míru

Důležitým odvětvím, které s fotovoltaikou počítá, je stavebnictví. Firma Akusolar například začala vyrábět střešní krytinu s vestavěnými úchyty pro upevnění solárních panelů. „Pro montážní partu to znamená značnou úsporu času, protože nemusí do stávající krytiny zabrušovat prostor na uchycení háku a neriskují prasknutí krytiny,“ vysvětluje výhody nového produktu ředitel firmy David Mašlár. Při obvyklé montáži konstrukce méně zkušenými firmami totiž může dojít k poškození střechy a k následnému zatékání do budovy.

Nové tašky s vestavěným úchytem jsou vyrobené z polyamidu se skleněným vláknem a odolají vztlaku až 850 kg. Dají se zatím použít na střechu s bobrovkou nebo na klasickou betonovou taškou. „Aktuálně máme ve vývoji ještě další typy tašek, konkrétně je to brněnka a samba/sensation. Zároveň vyvíjíme šablonu pro kotvení konstrukcí FVE do cembritové a eternitové krytiny,“ doplňuje Mašlár.

Kromě výroby elektřiny pro spotřebu domácnosti mají solární panely využití i v oblasti ventilace a vytápění. Systémy, které nasávají čerstvý vzduch zvenku nebo vlhký vzduch zevnitř a pak ho ohřátý a odvlhčený vrací do místnosti, pomáhají s odvětráním zatuchlých prostor a snižují i náklady na vytápění. Díky napájení sluneční energií jsou solární ventilátory energeticky soběstačné. Bez potřeby další energie se postarají o výměnu vzduchu v interiéru a předcházení vzniku plísní.

Solární kempování

Nezastupitelné místo má fotovoltaika u cestovatelského vybavení. Právě v přírodě a na cestách je energetická soběstačnost klíčová, proto solární panely začínají vyhledávat majitelé karavanů, kterým sluneční energie umožní napájet vnitřní osvětlení, ventilátor, čerpadlo na vodu a další spotřebiče uvnitř obytného vozu.

Nezávislost je ostatně u většiny karavanistů hlavním důvodem, proč si tento způsob cestování oblíbili. S karavanem se nemusí vázat na ubytovací zařízení, a když se navíc díky solární energii obejdou bez elektrické přípojky, mohou si užívat ještě větší svobodu.

„Elektřina vyrobená v karavanu se ukládá do baterie, takže celá solární sestava pro karavan funguje jako malý solární ostrovní systém,“ vysvětluje Richard Hladík, zakladatel projektu Evolty zaměřeného na energetické úspory a investice. I když je výkon solární sestavy pro karavan menší, stále dokáže produkovat elektřinu v každém ročním období. Na jaře a na podzim mohou majitelé fotovoltaiky na střeše karavanu počítat s výkonem kolem přibližně 280 Wh denně, v létě je to až 400 a v zimě asi 70.

Instalace fotovoltaiky je jednoduchá, na střechu obytného vozu se panel nalepí nebo se uchytí na držáky. Solární sestavu pro karavan jde podle Hladíka pořídit za cenu od 5500 korun. Kromě solárních panelů zahrnuje spojovací materiál a regulátor, který je důležitým prvkem celého systému.

„Existují dva druhy regulátorů. MPPT můžeme nazvat jako chytrý. Pracuje tak, že každou chvíli zjišťuje, jak na tom baterie je a zda nepotřebuje dobít,“ objasňuje zakladatel firmy Karavanista Leoš Churáček. Chytrý regulátor tím zajišťuje při slunečním svitu stále plnou kapacitu baterie. Druhý typ je PWM regulátor, který jen hlídá mezní napětí baterie a pak spustí nabíjení. „Dalo by se říct, že tento typ regulátoru k normálnímu používání stačí,“ hodnotí Churáček. Chytré regulátory jsou ale podle jeho zkušeností o třetinu účinnější a také šetrnější k baterii.

Pro správný výběr typu panelu a velikosti baterie je důležité znát spotřebu elektřiny v obytném voze. „Jestliže spotřebujete 27,5 Ah denně a kapacita baterie bude 110 Ah, pak vám baterie teoreticky vydrží až čtyři dny bez připojení k elektrické přípojce,“ vypočítává Hladík. Standardní fotovoltaika na karavanu obvykle používá dvanáctivoltové baterie. Pro možnost využívat i spotřebiče na 230 V je tedy zapotřebí připojit měnič.

K výhodám solárních panelů na obytném voze nesporně patří nezávislost na elektrické přípojce v kempech a průběžné dobíjení baterie, které ji zároveň šetří a umožňuje jí fungovat lépe. Nevýhodou může být vstupní investice, dodatečná zátěž vozidla a klasický limit všech solárních systémů: že totiž funguje v závislosti na tom, jak intenzivně svítí slunce.

Kam tu energii schovat na později

Otázkou zůstává, jak neztratit energii v době, kdy ji slunce vyrábí nejvíc, a uchovat ji do doby, kdy jí bude málo. Tedy v noci nebo za špatného počasí. Posílat přetoky do distribuční sítě se při nízkých výkupních cenách elektřiny příliš nevyplatí, a tak je prostor pro inovace spíše v oblasti skladování energie pro vlastní potřebu. Nabízí se vyřešit to pořízením akumulátorové baterie, která elektřinu uchová pro dobu, kdy nesvítí slunce, ale také pro případ výpadku sítě.

Úskalím baterií je ale jejich omezená životnost, obvykle vydrží od pěti do 15 let. Životnost akumulátorů závisí na jejich typu a klimatických podmínkách: hůř jsou na tom baterie, které musí čelit vysokým teplotám okolí. Čím jsou akumulátory starší, tím se také snižuje jejich kapacita.

Češi se učí recyklovat soláry. První z nich doslouží už za pár let

23. 11. 2023 ▪ 6 min. čtení

Náklady na pořízení baterií tedy mohou u domácností výrazně zbrzdit návratnost celé investice. „Baterie svojí amortizací zdraží jednu kilowatthodinu o tři až šest korun,“ varuje ředitel strategie EGÚ Brno Michal Macenauer. V domácích podmínkách považuje skladování energie pomocí akumulátoru za obecně velmi nevýhodné.

Druhou obvyklou variantou je akumulace energie do vody. Přebytky energie z fotovoltaické elektrárny se přesměrují do zásobníku, kde se pomocí elektrické odporové spirály přemění na tepelnou energii, která ohřívá užitkovou nebo otopnou vodu. Pořizovací cena této technologie je nižší než v případě baterií, nevýhodou ale je, že tuto energii už nejde zpětně proměnit v elektřinu, kterou by domácnost využila k pozdější spotřebě. U pořízení tepelného zásobníku je také potřeba počítat s většími nároky na prostor.

Česko na prahu energetické proměny

Fotovoltaických elektráren má v Česku stále přibývat. Podle aktualizovaného Vnitrostátního plánu České republiky v oblasti energetiky a klimatu mají obnovitelné zdroje pokrýt do roku 2030 třetinu veškeré spotřeby energie. K výstavbě nových čistých zdrojů energie má přitom Česko velký potenciál. Podle studie společnosti Deloitte vypracované pro Svaz moderní energetiky u nás může být za pomoci evropských fondů vybudováno během následujících sedmi let až 17 gigawattů nových bezemisních zdrojů, zejména větrných a slunečních elektráren.

Tyto zdroje jsou ovšem většinou nestabilní, protože jejich účinnost se odvíjí od povětrnostních podmínek. Když nesvítí slunce a nefouká vítr, může energie chybět, zatímco při slunečném a větrném počasí bude naopak energie příliš. Proto je problematika skladování a uchovávání energie klíčovým tématem diskusí o budoucí energetické soběstačnosti Česka.

Experti volají po výstavbě velkých bateriových úložišť, jaká můžeme vidět v Německu nebo ve Velké Británii. U nás má největší bateriové úložiště vyrůst u obce Vraňany na Mělnicku, kde ho plánuje vybudovat společnost E.nest Energy. Baterie tam poskytnou kapacitu až 22 megawatthodin, což je množství energie, které by dokázalo hodinu napájet více než 61 tisíc domácností. Podobné úložiště s výrazně menší kapacitou buduje skupina ČEZ v Ostravě‑Vítkovicích a další taková úschovna energie už funguje na Sokolovsku, kde ji vystavěla skupina Suas Group.

Ministerstvo životního prostředí zároveň prověřuje asi dvacet lokalit stávajících vodních zdrojů, kde by bylo možné v budoucnu vystavět přečerpávací elektrárny. Ty dokážou zužitkovat velké množství přebytkové energie hromaděním vody, která se pak v době poptávky využívá k výrobě elektřiny.

Fotovoltaika

Stáhněte si přílohu v PDF

Dalším krokem k lepšímu ukládání energie v Česku je připravovaná novela energetického zákona lex OZE 3. Ta má mimo jiné podpořit takzvané agregátory flexibility, tedy společnosti, které budou stabilizovat sítě zapínáním a vypínáním některých firemních nebo i soukromých zařízení. V současné době musí být tyto firmy zároveň dodavateli energie, novela energetického zákona však tuto regulaci umožní i těm, kteří energii nedodávají. Vznikne tak pravděpodobně množství nových nezávislých agregátorů, kteří budou výkyvy spotřeby energie vyvažovat.

Novela také usnadní právě vytváření nových velkých bateriových nebo vodíkových úložišť, která budou v době, kdy je to potřeba, prodávat elektřinu do sítě. Zavádí institut flexibility umožňující řízené změny odběru nebo dodávky elektřiny na základě poptávky, což pomůže ke snížení energetických špiček. Výrobcům také usnadní sdružovat se do efektivnějších skupin, jejichž výroba energie bude předvídatelnější.

Podle ministra průmyslu a obchodu Jozefa Síkely přináší novela celkovou modernizaci energetiky a také lepší ochranu zákazníků. „Domácnosti a firmy si budou moci mnohem lépe řídit výrobu a spotřebu elektřiny. Díky tomu sníží výdaje za energie a posílí svou energetickou nezávislost,“ uvedl ministr Síkela. Novela lex OZE 3 by měla vstoupit v účinnost od ledna 2025.

Článek byl publikován ve speciální příloze HN Fotovoltaika.