Fotovoltaické panely lze kombinovat s jakýmkoliv zdrojem energie, říká expert

Využití fotovoltaiky v Praze je limitováno nejen množstvím vhodných ploch, ale také památkovou ochranou. Mimo památkovou zónu však jejímu většímu rozšíření nestojí nic v cestě.

Energie ze slunce je však dostupná jen někdy, takže je vždy potřeba uvažovat o vhodné metodě překlenutí období nedostatku, říká Pavel Hrzina, manažer kvality a metrolog akreditované Laboratoře diagnostiky fotovoltaických systémů, Univerzitního centra energeticky efektivních budov a Fakulty elektrotechnické ČVUT v Praze.

- Jakou podobu mají moderní fotovoltaické panely? Musí jít nutně o nevzhledné desky, které vidíme na polích?

Vývoj současné podoby fotovoltaických (PV) modulů započal již v 60. letech minulého století. Podoba klasického a nejrozšířenějšího křemíkového PV modulu je dána možnostmi výroby a snahou o nízkou cenu. Modul se skládá z jednotlivých článků. Tyto články je potřeba vzájemně spojit, a to většinou po 60 nebo 72 kusech. Dále je nutno zajistit pevnost a odolnost proti změnám počasí a vlhkosti. To vše vyústilo v současnou podobu skleněných tabulí v hliníkovém rámu, na něž je "přilaminována" sestava článků. Samozřejmě je možno narazit na různé futuristické představy architektů a návrhářů, například články v podobě okvětních lístků, ale z hlediska praktického použití je a v budoucnu i bude více než 95 procent instalovaného výkonu FVE (fotovoltaická elektrárna – pozn. red.) složeno z modulů klasické konstrukce obdélníkového tvaru.

- Jaké možnosti má v souvislosti s využitím solární energie člověk, který bydlí v centru Prahy, či dokonce v památkové zóně?

U památkových objektů jsou možnosti limitované. Ale v případě běžného centra města je jedinou podmínkou plocha – musí na ni dopadat přímé sluneční záření a musí být možné na ni umístit sestavu PV modulů. Pro nejvyšší výkon takové sestavy je nutné zajistit vhodný sklon modulů, nejlépe 35 stupňů, a orientaci celé sestavy směrem k jihu. Tudíž hlavní překážkou je nedostatek vhodných ploch.

- Vím, že se pracuje na vývoji panelů, které dokážou vyrábět elektřinu i ohřívat vodu. Používají se již v praxi?

Tyto moduly jsou spíše doménou experimentálního vývoje. Lákavá možnost kombinace ohřevu vody a výroby elektrické energie bohužel naráží na základní fyzikální zákony, a tak je velkým problémem především zajištění přestupu tepla do teplonosného média, kterým je voda, a zároveň dostatečně odolná izolace elektrické části. Z hlediska ekonomiky provozu jsou v současnosti nejvhodnějším systémem pro přípravu teplé vody fotovoltaické panely připojené na topnou spirálu bojleru.

- Lze v našem zeměpisném pásmu využívat pro ohřev vody a teplovodní vytápění výhradně panely, nebo budu v zimě potřebovat jiný zdroj?

Poměr mezi výrobou energie ze slunce v letních a zimních měsících je více než 1:10. Tedy pokud mám systém dimenzovaný na provoz během období jaro–léto–podzim, bude vždy v zimě nutno počítat s dodáním většiny energie z jiného zdroje.

- Jinými slovy potřebuji hybridní systém. S čím lze fotovoltaiku kombinovat? Jaká kombinace je nejvhodnější?

V zásadě s čímkoli. Pokud se jedná o výrobu elektrické energie, pak lze PV systém kombinovat s kogenerační jednotkou. V případě tepla lze použít tepelná čerpadla, biomasu, uhlí, naftu, plyn i elektřinu.

- Velkým trendem je řešit vytápění, chlazení a ohřev vody jako jeden celek. Jak lze do tohoto konceptu začlenit využití solární energie? Může elektřina ze slunce v zimě topit a v létě chladit? Co k tomuto budu kromě panelů potřebovat? A jakým způsobem se dá energie "ukládat"?

PV moduly jsou vhodným doplňkem libovolného systému, který vyžaduje pro svůj provoz elektrickou energii. Není tedy problém topit ani chladit. Protože je však energie ze slunce dostupná jen někdy, je vždy potřeba uvažovat o vhodné metodě, jak překlenout období nedostatku. A to buď akumulací, nebo záložním zdrojem. V případě akumulace tepla nebo chladu lze využít jako zásobníky nádrže s vodou, která má k tomu výtečné akumulační vlastnosti. Pro akumulaci elektrické energie jsou potřeba bateriové systémy. Další možnosti jsou spíše ve stadiu aplikovaného výzkumu nebo pilotních projektů – třeba PowerToGaz, vodíkové technologie a další.

- Na internetu jsem narazila na termín domácí hybridní fotovoltaický systém, který nevyžaduje připojení k distribuční soustavě. O co jde?

Hybridním fotovoltaickým systémem rozumíme takový systém, který kromě výroby energie ze slunce má další nezávislý zdroj energie, například vítr, vodu, ale třeba i dieselový generátor. Energie z těchto zdrojů je dočasně ukládána do vhodného zásobníku – baterie – a využívána pro potřeby odběratelů. Tento systém může pracovat nezávisle na rozvodné síti. Někteří autoři označují za hybridní i systém, který používá pro potřeby zálohy rozvodnou síť, ale po většinu času běží jako autonomní, tedy nespojený s rozvodnou sítí.