Slnko je základom života na Zemi. Je to hviezda našej planetárnej sústavy, jednou z viac ako 100 miliárd hviezd v Mliečnej ceste a žiari už skoro 5 miliárd rokov. Slnečnú energiu môžeme využívať vo svoj prospech, či už na výrobu tepla alebo elektrickej energie.

Slnko je OZE (Obnoviteľný zdroj energie) a všetky ostatné OZE sú len pretransformovanou slnečnou energiou. Priame alebo nepriame využívanie slnečného žiarenia nemá takmer žiadne negatívne vplyvy na životné prostredie ani zdravie človeka.

Všetci si predsa chceme zabezpečiť, aspoň do určitej miery, lepšie životné prostredie a „zdravšiu zelenú“ energiu aj pre budúce generácie. Aby sme mohli v praxi využiť slnečné žiarenie, používame solárne kolektory a fotovoltické články. Používame ich v nástrešných systémoch na rodinné domy, panelákové bytovky, či administratívne budovy alebo vo veľkých solárnych parkoch na poliach, ktoré už sa nevyužívaj ako orná pôda.

Solárne kolektory sú najdôležitejším komponentom celého solárneho systému. Premieňajú slnečné žiarenie na tepelnú energiu odovzdávanú prostredníctvom teplonosných látok do rozvodnej potrubnej siete. Množstvo energie, ktorú môžeme cez kolektory zachytávať závisí od klimatických podmienok, geografickej polohy miesta, správneho umiestnenia a natočenia kolektororvej plochy a od technického vyhotovenia celého energetického zariadenia ( poisný ventil, expanzná nádoba, snímače teploty, obehové čarpadlá).Kolektory sú vhodná voľba pre nízkoteplotné energetické systémy.

Využívanie energie zo slnka pre bežných spotrebiteľov znamená hlavne tepelnú úsporu na účtoch za energie. Je využívaná hlavne na ohrev vody, ako aj na výrobu tepla a chladu, prípadne v lete na ohrev vody v bazénoch.

Fotovoltické panely sa používaju na výrobu elektrickej energie. Existuje viac typov fotovoltaických panelov.

Kremíkový fotovoltický panel je tvorený polovodičovými plátkami tenšími ako 1mm. Povrch fotovoltaického článku je chránený sklenenou vrstvou, ktorá slúži ako ochranná vrstva pred vplyvmy prostredia a pred mechanickým poškodením, ale aj ako antireflexná vrstva. Ako polovodičový materiál sa používa prevažne kremík. Iné polovodičové materiály ako galium arzenid, kadmiumsulfid, kadmiumtellurid, selenid medi a india sa zatiaľ len testujú.

Rôznym spracovaním kremíka sa možné vyrobiť monokryštalické, polykryštalické alebo amorfné fotovoltické články. Monokryštalické bunky majú vyššiu účinnosť(15-17%) ako polykryštalické(12-15%). Fotovoltický panel je schopný vyrábať elektrickú elektrinu aj bez priameho osvitu na základe difúzneho žiarenia. Monokryštál je vhodnejší pri priamom osvite, polykryštál dáva lepšie výsledky pri dlhodobejšom difúznom žiarení.

V priebehu roka 2010 pribudlo 15 000 MW nových inštalácií a celková kapacita fotovoltických systémov vo svete dosiahla hodnotu 40 000 MW. Ešte pôsobivejšie znie informácia, že počet jednotlivých inštalácií (súkr. osoby, spoločnosti, verejné subjekty...) produkujúcich elektrinu z fotovoltických zariadení stúpol k číslu 2 000 000. Silný rast fotovoltického priemyslu ťahajú najmä Európske krajiny.

Priemerná účinnosť solárnych modulov sa pomocou nového výskumu a vývoja stále zvyšuje, v roku 2010 stúpla k hodnotám okolo 19,5%, v roku 2020 sa očakáva účinnosť panelov okolo 23%.

Európska asociácia fotovoltického priemyslu (EPIA) a Greenpeace načrtli niekoľko variant vývoja využitia slnečnej energie na výrobu elektrickej energii. Optimistickejšia verzia, ktorá počíta s rovnakým narastom FV inštalácii vo svete ako tomu bolo v poslednom období, hovorí, že v roku 2020 by sme mali mať az 688 GW inštalovanej kapacity a v roku 2030 dokonca 1845 GW. Samozrejme, takýto optimistický scenár by potreboval aj silnú politickú podporu. V súčasnosti môžeme vidieť ale opačné kroky, ked sa znižujú výkupne ceny a je snaha zastaviť, alebo aspoň obmedziť nárast fotovoltických inštalácií. Takže reálnejšie vyzerá druhý scenár, ktorý počíta v roku 2020 s 345 GW inštalovaného výkonu a v roku 2030 by to mohlo byť 1081 GW. Prognózy hovoria, že v roku 2020 by fotovoltaika mala pokrývať približne 4% svetovej spotreby elektriny.

Keďže fotovoltické systémy produkujú elektrickú energiu najma cez den, tak sa vyuzivaju najmä pri pokrývaní dennej špičky spotreby elektrickej energie.

V zobrazenej tabuľke môžeme vidieť spotrebu bežnej domácnosti v 9 rôznych krajinách. Takisto je v tabulke zobrazená aj plocha FV panelov, potrebná na pokrytie spotreby elektrickej energie takejto bežnej domácnosti.

Inovácie v technológiach fotovoltického priemyslu (Bc. Marek Chovanec)

V súčasnej dobe sa technológie v energetickom sektore neustále vylepšujú a zdokonaľujú, čo je jedným zo znakov energetickej revolúcie. Každoročne na našej planéte pribudne niekoľko desiatok miliónov obyvateľov, čo zároveň znamená aj väčšie nároky na surovinové a energetické zdroje. Preto sa človek snaží vylepšovať svoje energetické zdroje aby dosiahli vyššiu produktivitu, vyššiu účinnosť.

Práve vďaka rýchlym vývojom technológií sa fotovoltický priemysel vyšplhal v 90-tych rokoch a hlavne na začiatku nového milénia na pozíciu vysoko progresívnych odvetví energetiky, ktoré by mohli v budúcnosti nahradzovať konvenčné zdroje energie. Dalo by sa povedať že sa fotovoltika prebudila z dlhého 50 ročného spánku od svojho vynájdenia v roku 1953. Narozdiel od počiatkov, dnes už nie je problém vo fotovoltike s nízkou účinnosťou panelov. Už len niekoľko kilowattov výkonu na vhodne nasmerovanej streche domu nám môže pokryť čiastočnú, či až celkovú energetickú spotrebu, záleží však od viacerých faktorov. V posledných rokoch je možno hovoriť o predbiehaní sa rôznych spoločností v účinnosti solárnych článkov. Svetový rekord aktuálne drží spoločnosť Spire Corporation, ktorá v októbri 2010 dosiahla účinnosť 42,3% vďaka tzv. triple junction gallium arsenide (GaAs) článkov. Takýto bol vývoj účinnosti fotovoltických článkov v histórii:

Za niekoľko rokov môže byť už aj pevná fotovoltika hudbou minulosti. V súčasnosti začína byť trendov vo fotovoltike tzv. slnečnicový systém, ktorý je nainštalovaný pomocou pohyblivej osi doslova ako sledovač slnka. Podstatný rozdiel medzi pevným a slnečnicovým systémom je ten, že na pevne nainštalovaný systém sa dostáva nerovnomerné množstvo slnečného žiarenia počas dňa, no slnečnicový sa neustále otáča pomocou otočnej osi za slnkom aby uhol dopadu slnečného žiarenia bol čo najkolmejší. Účinnosť takýchto sledovačov slnka sa dokáže pri niektorých systémoch zvýšiť až o 50% oproti pevne nainštalovaným systémom.

Oba typy fotovoltických panelov či už sledovací alebo pevne nainštalovaný sú závislé najmä na priamom slnečnom žiarení dopadajúceho na panel. Novou inováciou pre fotovoltiku sú doinštalované zrkadlá na okrajoch fotovoltických panelov tak, aby dodatočne koncentrovali slnečné žiarenie priamo na panel. Podľa firmy Poulek Solar s.r.o. dokáže v júli sledovací systém s inštalovanými koncentrátormi oproti pevne nainštalovaným systémom navýšiť množstvo vyrobenej energie až o vyše 100%. Na Slovensku sa koncentrickou fotovoltikou ako aj inými inováciami zaoberá firma SunLight Booster, s.r.o. zo spoločnosti GoldenSUN Slovakia, ktoré má vyhradené testovacie pracovisko solárnych technológií v Liptovskom Mikuláši.

Niektoré firmy zaoberajúce sa koncentrátormi a trackerovými systémami:

SunLight Booster, s.r.o.

Poulek Solar s.r.o. (1)

Poulek Solar s.r.o. (2)

ETL- Ekotherm a.s.

Posolstvo fotovoltiky