Elektřina z fasády má budoucnost

Fasádní fotovoltaické systémy ani ve vyspělých zemích zatím nejsou úplně běžné. Ze solitérních projektů v oblasti rezidenčních i kancelářských budov se ale brzy stane celosvětový trend. Solární panely integrované do domovních fasád umožní, aby si budovy vyráběly elektřinu samy. A jaké jsou vývojové trendy?

Stručný obsah článku, který vyšel v  časopisu Energie 21 č. 6/2016.

Z celkové kapacity 40 GW, která byla (podle dostupných informací) v roce 2014 celosvětově v oboru fotovoltaiky instalována, připadl na fasádní systémy necelý 1 GW, tedy asi 2,5 procenta. Příčin je hned několik. Fasádní fotovoltaika má oproti té střešní nižší účinnost, je zatím drahá a chybí potřebné zkušenosti, jak moduly do fasády integrovat. „Někdy je tato integrace dokonce dražší, než samotné fotvoltaické zařízení“, upozorňuje Marco Topić z Evropské technologické platformy pro fotovoltaiku. Chybí podle něj také zapojení architektů, kteří udávají trendy ve stavebnictví a mají důležitý vliv na developery. Řada států navíc v posledních letech podporu fotovoltaických systémů drasticky snížila, takže po skloubení těchto technologií s architekturou není poptávka.

Vniká nový obor

Přesto je zjevné, že fasádní fotovoltaika má budoucnost. Americká firma na výzkum trhu n-tech Reaserch odhaduje, že celosvětový obrat v tomto oboru vzroste do roku 2022 ze současné jedné miliardy na 6,3 miliardy Euro. Pro nový obor se pomalu vžívá mezinárodně používaná zkratka BIPV (Building Integrated Photovoltaics). Analytici předpokládají prudký pokles cen modulů, které se budou vyrábět z organických polovodičových materiálů a na jejichž vývoji se budou podílet elektrotechnické a sklářské firmy. Vývoj může ještě urychlit politická podpora, motivovaná nedávnou celosvětovou dohodou na nutnosti redukce skleníkových plynů. Jestliže Evropská unie žádá, aby se po roce 2020 stavěly už jen pasivní, resp. energeticky plusové budovy, pak fasádní fotovoltaika může hodně pomoci.

Moduly nové generace

Německý Frauenhofer Institut pro solární energetické systémy (ISE) umístil v listopadu loňského roku na fasádě své budovy ve Freiburgu 70 solárních modulů nové generace, které vyvíjí společně s několika firmami. Modul zvaný „TPegde“ se skládá z křemíkových článků MWT (Metal-Wrap-Through), které mají veškeré elektrické přípoje na zadní straně. Tím se zvyšuje účinnost článků na více než 20 %. Tento koncept není nový, zatím se však kvůli vysokým výrobním nákladům neuplatnil. Nyní ale jeho cena klesla.

Dosud obvyklý postup spočíval v tom, že se články nejprve zalaminátovaly mezi fóliemi, aby byly chráněny před povětrnostními vlivy. Pak se modul upevnil do hliníkového rámu. Nyní jsou články fixovány mezi dvěma skleněnými tabulemi, čímž fólie a laminátování odpadá. Okraj je utěsněn termoplastickým materiálem, takže drahé aluminiové rámy nejsou potřeba.

Nanočástice a polovodiče

Velké naděje experti vkládají i do flexibilních organických modulů, které jsou právě ve vývoji. Jejich výhoda spočívá v tom, že přeměňují světlo na elektrický proud nikoli pomocí křemíku, ale pomocí nanočástic z organických polovodičových materiálů. Ty jsou k dispozici v dostatečném množství a dají se s poměrně malými náklady prostřednictvím tzv. Roll to Roll technologie nanášet na fólii.

V laboratořích se také již vyvíjejí polovodičové materiály pro moduly příští generace. Zajímavý je například minerál Perowskit (CaTiO3), který lze zpracovávat stejně jednoduše a úsporně, jako oligomery, umožňuje však dosáhnout vyšší účinnost. Američtí výzkumníci dosáhli při laboratorních pokusech 20 %, a to s Perowskitem, silným pouze 1 mikrometr. Evropská umie podporuje vývoj modulů na bázi Perowskitu třemi miliony Euro. V rámci výzkumného projektu Got Solar, na němž se podílí spolu a australsko-německou firmou Dyesol šest evropských vědeckých pracovišť, má být vyvinuta patentově chráněná technologie pro průmyslovou výrobu.

Příklady i z Česka

V ČR se fasádní fotovoltaika objevuje zatím sporadicky, přesto stojí za zmínku několik průkopnických projektů.. Skutečnou BIPV technologií je elektrárna, integrovaná do nejvyšší stavby v Česku, brněnského mrakodrapu AZ Tower. Firma Protection Consulting použila speciálně vyvinuté černé antireflexní panely, které umístila na jižní straně budovy. Jak příznivého slunečního svitu dodává elektrárna do sítě 90 kW elektřiny. Zajímavostí je, že fotovoltaika přišla v tomto případě na řadu až jako náhradní řešení. Firma původně zamýšlela instalovat na budově větrné turbíny, nenašla ovšem výrobce, který by byl schopen garantovat, že lopatky ve výšce 111 metrů nebudou namrzat a nebude z nich odpadávat led.

Integrovanou fotovoltaikou se zabývá také pražská firma Votum, která za svůj inovativní přístup obdržela v roce 2014 ocenění švýcarského výrobce stavebních konstrukcí Ernst Schweizer AG.

Jakub Šiška, foto archiv/Energie 21

Obrázky:

Pozoruhodná stavba v Marburgu (Německo), jehož fasáda vůbec nebudí dojem fotovoltaického zařízení ​

Kancelářská budova v německém Düsseldorfu je pokryta tenkostěnnými panely ProSol TF (Schüco)

Frauenhofer Institut pro solární energetické systémy (ISE) umístil na fasádě své budovy ve Freiburgu 70 solárních modulů TPegde nové generace

Evropská umie podporuje třemi miliony eur vývoj fotovoltaických modulů na bázi minerálu Perowskit (CaTiO3)

Skutečnou BIPV technologií je elektrárna integrovaná do brněnského mrakodrapu AZ Tower

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *