Devatero trendů ve fotovoltaice aneb Intersolar 2018

Veletrh The Smarter E Europe v Mnichově byl oborově členěn na několik pododdílů:

• Intersolar 2018, přední veletrh solárních technologií,
• EES Europe (Electrical Energy Storage) oddíl věnovaný elektrickým úložištím,
• Power2Drive zabývající se elektromobilitou,
• EM-Power zasvěcený inteligentnímu řízení výroby a spotřeby v průmyslu a v budovách.

Zde si projdeme podrobněji novinky v solárních technologiích, které byly k vidění v sekci Intersolar 2018. Celkem 793 vystavovatelů zabralo pět hal Mnichovského výstaviště a jednalo se tak o největší sekci celého The Smarter E Europe.

První dojem návštěvníka „všude samé panely“ bylo možné po chvíli rozkoukání rozdělit na několik kategorií. Vystavované panely byly:

1. Asijské – naprostá většina vystavovatelů na veletrhu Intersolar 2018 byli čínští a korejští výrobci. Zcela jednoznačně tak bylo patrné, kde je nyní centrum vývoje a výroby fotovoltaických panelů. Evropských výrobců bylo výrazně méně a pocházeli převážně z Turecka nebo z Německa.

Veletrhu Intersolar 2018 dominovali vystavovatelé z Asie

2. Pružné a lehké – panely zatavené do plastové fólie jsou pouze 2 mm tenké a dosahují všech možných tvarů, velikostí a barev. Aktivní materiál je obvykle klasický polykrystalický křemík, plocha a výkon jsou také standardní, jen v nejvýkonnější variantě (okolo 330 Wp) váží „panel“ pouze okolo 7 kilogramů, což je přibližně třetinová hmotnost oproti klasickým panelům s rámem. Absence rámu znamená také ohebnost a schopnost přizpůsobení různým povrchům. Nízká hmotnost klade menší nároky na nosnou konstrukci, navíc lze panel uchytit prakticky jakkoli – lepením, přichycením za oka, přišroubováním/přinýtováním apod. Současně je takový panel méně náročný na výrobu – stojí méně surovin i energie.

Pružné a lehké fotovoltaické panely v plastové fólii

3. Celoskleněné, bezrámové a odolné – zasklení fotovoltaických panelů je velmi odolné a stále častěji se objevují panely, které mají kromě přední stěny skleněnou i  stěnu zadní (tzv. double glass, glass-glass, dual glass). Nemají tedy klasický hliníkový rám ani plastovou zadní stranu. Pro uchycení panelů se používají plastové úchytky nebo rámy. Důvodem je kromě vzhledu hlavně odolnost – sklo nedegraduje, nehoří a není reaktivní. Je také pevnější a lépe chrání solární články uvnitř panelu. Vedle mechanické odolnosti se do celoskleněných panelů nedostane voda a nepotřebují uzemnění, jsou tak odolné vůči vysokonapěťovému stresu. Skleněné panely pracují v rozsahu teplot od -40 do +85 °C, méně se přehřívají, po některých panelech lze chodit, udrží vysokou vrstvu sněhu a ustojí silné krupobití. Záruka na výkon skleněného panelu (pokles výkonu pod 85 – 80 %) je obvykle 30 let. Jejich nevýhodou je vyšší cena. Některé skleněné panely jsou navíc oboustranné.

Skleněné a bezrámové solární panely.

4. Oboustranné (bifacial) – oboustranné panely kromě energie záření dopadající na přední stěnu panelu využívají rozptýleného světla odraženého na svou zadní stranu od podloží, na němž jsou postaveny. V závislosti na tomto podloží oboustranná varianta zvyšuje výkon a tak i účinnost panelu. Například u panelů instalovaných na vodě bude přírůstek relativně malý, naopak instalace na sněhu zvyšuje výrobu až o třetinu. Z důvodu proměnlivosti podloží se u oboustranných panelů udává výkon pouze přední plochy panelu. Čím výše je takový panel instalován, případně s čím větším sklonem, tím více světla zadní stranou zachytí. Oboustranný panel proto není vhodný pro instalaci na šikmé střechy. Své hlavní uplatnění tak najde na střechách plochých nebo na pozemních instalacích.

Oboustranné fotovoltaické panely

5. Účinné – běžně uváděná účinnost panelů se pohybovala okolo 13 – 14 % u tenkovrstvých, 16 – 18 % u polykrystalických a u monokrystalických pak 18 – 21 %. Hodnoty 22 % nebyly na veletrhu nijak výjimečné a u špičkových panelů se dostala i přes 22 %. Jednalo se přitom o sériově vyráběné panely. Standardní hodnoty pro většinu panelů instalovaných okolo roku 2010 byly přitom 10 % pro tenkovrstvé, 15 % polykrystalické a 18 % monokrystalické. Vyšší účinnost je dána řadou technologií, jednou z nich je PERC (Passivated Emitter Rear Cell), která přidává na zadní stranu článků ještě jednu vrstvu. Díky ní článek zachytí více světla a významně sníží rekombinace elektronů. Výkon celého panelu se pak zvýší zhruba o 1 %. Další inovací jsou přepůlené (half cut) články. Rozpůlením článku se snižuje proud obou polovin a s ním i vnitřní odpor, čímž se zvyšuje výkon panelu o 5 – 8 %.

Panel od Hanwha QCells má díky half cut článkům a inovovanému propojení účinnost 19,9 % při zachování příznivé ceny. Za tyto vlastnosti získal ocenění veletrhu Intersolar 2018.

Nejmodernější tenkovrstvé panely mají účinnost 14,2 %.

Sunpower patří k průkopníkům vysoce výkonných fotovoltaických panelů. Již před deseti lety vyráběl panely s účinností přes 22 %, jeho současné články dosahují účinnosti přes 25 %.

6. Barevné – pro účely integrace fotovoltaiky do budov a dalších míst, kde je kladen důraz na estetickou stránku, je možné použít panely různých barev. Kromě barvy se jedná o standardní polykrystalický panel, co se výkonu a odolnosti týče.

Barevné fotovoltaické panely

7. Malé – spoustu stánků nabízelo skládací přenosné solární panely. S výkonem od 5 do 100 W jsou dostatečné pro outdoorové nabíjení osobní elektroniky (mobily, tablety, GPS, svítilny) nebo ve větších provedeních jako zdroj elektřiny pro chatu nebo karavan.

Přenosná fotovoltaika pro nabíjení osobní elektroniky se dá použít i jako součást oblečení.

8. Libovolně umístitelné – k vidění byly jak tradiční konstrukce pro připevnění fotovoltaiky na střechu nebo na zem, tak další varianty pro ploché střechy nebo konstrukce vybavené natáčením (trackováním), které optimalizují výrobu nastavením ideální polohy panelů vůči pohybu slunce. A protože většinu povrchu země zabírá vodní plocha, byly k vidění i konstrukce pro plovoucí sluneční elektrárny.

Konstrukce pro instalace fotovoltaických panelů

Konstrukce pro instalace fotovoltaických panelů

Konstrukce pro instalace fotovoltaických panelů

Konstrukce pro plovoucí solární elektrárny.

9. Integrované – solární články integrované do střešní krytiny zpopularizoval Elon Musk, ale tímto nápadem se zabývá více firem. K vidění tak byly například černé solární tašky, nebo nápad využít lehké úzké solární panely jako vertikální žaluzie.

Integrované solární články

K vidění byly také technologie pro čištění a údržbu solárních panelů.

Stroj na čištění solárních polí

Kromě samotných panelů na výstavě nechyběli ani výrobci strojů na výrobu článků. Jeden z nich si během diskuze povzdechl, že ceny solárních článků jsou dnes tak nízké, že je stále těžší na jejich výrobě a vývoji vydělat. Přitom vývoj a výroba článků je místem, kde probíhá nejvíc inovací. Nejvyšší zisk však přináší až samotná instalace solárních panelů.