OBNOVITEĽNÉ
ZDROJE ENERGIE
|
|
SLNEČNÁ ENERGIA
Okamžitý výkon
slnečného zdroja v atmosfére predstavuje
170 000 000 000 000 000 W alebo
1500 000 000 miliard kWh ročne. V našich zemepisných podmienkach
energia dopadajúca na plochu 1 m2 dosahuje hodnotu 1000 až 1250 kWh/rok
(cca 5 GJ). Je to značné množstvo energie. Bariéru pre širšie využívanie
tohto zdroja však predstavuje problém s hustotou energie. Tá
je totiž mnohonásobne nižšia ako v prípade fosílnych palív. Na druhej strane
je však slnečné žiarenie homogénnejšie rozložené ako zásoby akýchkoľvek
iných palív na Zemi. |
Výroba
elektriny využívaním slnečnej energie dnes vo svete rýchlo rastie a najdôležitejšiu
technológiu tu predstavujú solárne články. V menšej miere sa tiež uplatňuje
proces koncentrácie slnečného žiarenia parabolickými zrkadlami do absorbéru
s následnou výrobou pary používanou na pohon generátora. Na rozdiel od
parabolických zrkadiel, ktorých praktické uplatnenie sa obmedzuje len na
oblasti veľmi bohaté na slnečné žiarenie, využitie fotovoltaických článkov
je možné aj v našich podmienkach.
SOLÁRNE ČLÁNKY
So
solárnymi (fotovoltaickými) článkami sa bežne stretávame v solárnych kalkulačkách.
Vo svete však existujú aj ďalšie aplikácie vrátane solárnych elektrární,
ktoré dodávajú vyrobenú energiu do elektrickej siete. Technológia solárnych
článkov je založená na využívaní polovodičových materiálov s vnútorným
elektrickým poľom, ktoré v dôsledku dopadajúceho slnečného žiarenia generujú
jednosmerný elektrický prúd. Výhodou solárnych článkov je, že pracujú bezpečne,
ticho, nepotrebujú žiadne palivo, neprodukujú odpad, nemajú žiadne
pohyblivé časti, a preto nepotrebujú ani údržbu.
V súčasnosti existuje mnoho rôznych materiálov, z ktorých sú články
vyrábané, najrozšírenejšími však sú články zhotovené na báze kremíka -
jedného z najrozšírenejších prvkov na Zemi. Účinnosť premeny slnečného
žiarenia na elektrickú energiu je rôzna pre rôzne materiály a v laboratórnych
podmienkach dosiahla 30%. Pre masovo vyrábané články sú účinnosti nižšie.
V nasledujúcej tabuľke sú uvedené účinnosti niektorých typov kremíkových
článkov a množstvo elektrickej energie, ktoré je nimi možné vyrobiť v našich
klimatických podmienkach:
Z uvedenej tabuľky vyplýva, že články s plochou 1 m2 dokážu ročne vyrobiť
energiu dostatočnú na prejdenie asi 2000 km elektrickým vozidlom s klasickými
batériami. Ročná celosvetová produkcia solárnych článkov dnes predstavuje
výkon asi 60 MW. O tom, že perspektíva týchto článkov je veľká, svedčí
aj záujem ropných gigantov ako je BP alebo Shell. Podstatné je, že prechod
na výrobu elektriny solárnymi článkami by mohol mať aj iné pozitívne efekty.
BP, ktorý je jedným z najúspešnejších výrobcov fotovoltaických článkov
na svete, vo svojej štúdii udáva, že investície 550 mil. dolárov do 500
MW elektrárne by viedli k vytvoreniu 3000 nových pracovných miest,
čo je 6-krát viac ako pri rovnakej investícii do prieskumu a ťažby ropy.
Dôležité je, že štúdia BP potvrdila skutočnosť, že takouto
investíciou by ekonomika solárnych článkov zaznamenala obrovský krok vpred
a cena článkov by sa znížila až o 80 %, čím by sa stala konkurencie schopnou
na trhu s ostatnými zdrojmi energie. Podľa niektorých štúdií by naštartovanie
novej éry solárnych článkov znamenalo vytvorenie nového trhu s ročným obratom
takmer 100 miliárd dolárov. EÚ počíta s tým, že prírastok obnoviteľných
zdrojov energie bude pre fotovoltaiku predstavovať 25 % ročne, takže v
roku 2010 by sa na svete mali vyrábať články s celkovou kapacitou asi 2400
MW.
Integrácia slnečných
článkov do striech budov je jednou z ciest znižovania nákladov a nárokov
na záber pôdy.
CENY
Hlavnou bariérou
širšieho uplatnenia solárnych článkov pri výrobe elektrickej energie je
ich cena. V roku 1998 sa cena kremíkových článkov pohybovala na úrovni
asi 100 Sk za 1 W výkonu. Ceny modulov (viacero článkov spojených
do celku) boli asi 150 Sk/W a ceny väčších systémov, ktoré sa dnes bežne
používajú v solárnych elektrárňach, vychádzali na približne 200 Sk/W. Jedna
z takýchto solárnych elektrární s výkonom 14,8 kW bola inštalovaná aj na
streche Prírodovedeckého múzea vo Viedni. Celkové náklady na výrobu boli
1 milión šilingov (asi 3 mil. Sk), čo znamená že cena takto vyrobenej elektriny
vychádza na 7 šilingov za kWh (asi 21 Sk/kWh). Takto vyrobená elektrina
je stále ešte veľmi drahá - odberatelia v Rakúsku totiž bežne platia 1,42
ATS/kWh. Ceny solárnych článkov však neustále klesajú v dôsledku zvyšujúcej
sa produkcie a zvyšovania ich účinnosti. Pred 10-timi rokmi vychádzala
cena vyrobenej kWh na 18 ATS. Predpokladá sa, že za 15 až 20 rokov by cena
takto vyrobenej kWh elektrickej energie mohla klesnúť na 1,4 až 3,5 ATS/kWh.
Je nutné uviesť, že cena elektriny zo Slnka vychádza podstatne lepšie v
oblastiach s vyšším slnečným ožiarením. V niektorých častiach USA je táto
cena dnes cca 3Sk/kWh.
HORE