Moderní fotovoltaika slaví 70 let. Kde všude našla za tu dobu uplatnění?
Největší česká fotovoltaická elektrárna zásobuje energiemi 15 tisíc domácností. To je ale oproti největšímu světovému komplexu s výkonem 2,8 gigawattů téměř nic. Přinášíme i další zajímavé rekordy a příklady využití.
Kristýna Čermáková
25. 4. 2024
Posledním dílem seriálu o fotovoltaických panelech k jejich 70. výročí je sbírka různých zajímavostí. Věděli jste například, že se solární panely používaly i u kosmických sond při objevování Marsu? Nebo jak dlouho vydržely solární panely na domácích kalkulačkách? A jaká je první česká plovoucí fotovoltaická elektrárna?
Seriál k 70 letům od představení prvního křemíkového fotovoltaického článku:
Od kalkulačky k družici
V předchozích dílech seriálu jsme si shrnuli historii solárních panelů ve světě i v Česku a jejich technologický vývoj. Solární panely ale z počátku nevznikaly primárně jako bezemisní zdroj. Pokud pomineme kosmické družice a jednotlivé experimenty se zásobováním odlehlých lokalit, jejich prvním masovým využitím bylo pohánění kalkulaček. Ty se poprvé objevily v roce 1978 a zakrátko si získaly obrovskou popularitu.
Solární kalkulačky se těšily takové oblibě, že se rozšířily skutečně do celého světa. Obliba napájení ze slunce u nich vedla dokonce k paradoxní situaci, kdy se dodnes vyrábí naoko se solárními panely, ale ve skutečnosti jsou nabíjené bateriemi. Výroba totiž vyjde levněji, běžný uživatel to nepozná, a když ano, tak až po několika letech, když se přístroj vybije.
Z kalkulaček jsme se postupně dostali přes výrobu běžných panelů až na řešení situací, kde jiný než sluneční zdroj nemůže fungovat. Solární panely pak poskytují energii například na sloupech, digitálním značení, napájejí horské boudy i ropné plošiny nebo dokonce orbitální stanice.
Solární panely jsou totiž nejsnazším způsobem, jak vyrábět energii v odlehlých končinách. A jaké odlehlejší vás napadne, než je přímo vesmír. Celá Mezinárodní vesmírná stanice (ISS) je poháněná sluneční energií. Získanou elektřinu využívá jednak pro svou lidskou posádku a pro zajištění základních funkcí stanice, jednak pro lehčí manévry, které jsou nutné pro prevenci absence kolize s troskami.
Ostatně bez fotovoltaiky by dobývání vesmíru nejspíš nebylo vůbec možné. Už první kosmické stanice, americký Skylab nebo sovětské Saljuty, spoléhaly na solární články. Lidé na nich v 70. a 80. letech trávili i dlouhé měsíce, což by bez sluneční elektřiny nebylo možné. Stejně tak by bylo velmi komplikované pohánět družice, které na oběžné dráze krouží dlouhé roky.
Solární články na ISS jsou pochopitelně průběžně udržovány a obměňovány, což je na rozdíl od pozemních elektráren poměrně náročný proces. Poslední novinkou na ISS jsou solární roll-outy o výkonu 20 kilowattů. Solární technologie navíc pohání i vozítka, která se do konce své životnosti budou muset obejít bez lidského zásahu. Panely pohání například výzkumné rovery na Marsu nebo na Měsíci.
Rekordních 50 megawattů
Největší fotovoltaický komplex v Česku se nyní nachází v prostorech bývalého vojenského areálu v Ralsku. Celkem se jedná o instalaci s výkonem přes 50 megawattů. „Jde ovšem o několik jednotlivých elektráren rozptýlených ve vzájemné vzdálenosti několika kilometrů. Elektrárny ročně vyrobí množství elektřiny pokrývající spotřebu zhruba 15 tisíc domácností na pomezí středních a severních Čech,“ vysvětluje mluvčí společnosti ČEZ Martin Schreier.
Do roku 2030 ČEZ plánuje postavit fotovoltaiku o celkovém výkonu 6 gigawattů. Nejen že o zelenou energii bude mezi firmami stále větší zájem, ale solární panely mají totiž v Česku velmi vhodné podmínky k provozu. S ohledem na příznivý poměr nákladů k výkonu i díky relativně krátké době celého procesu od projektu až po zprovoznění jde o aktuálně nejrychleji rostoucí skupinu bezemisních zdrojů.
Liberecký kraj v Ralsku navrhnul rozšíření o další sluneční elektrárnu s výkonem 104 megawattů, celý proces je ale zatím na začátku. Budoucí největší elektrárnu by měla v ideálním případě doplňovat také akumulační zařízení například v podobě elektrolyzéru na výrobu vodíku. Mezi další uvažované projekty ČEZu na rekordní fotovoltaiky patří elektrárna na území kadaňského brownfieldu, která by měla disponovat výkonem 87 megawattů.
Světoví giganti
„Do poloviny tohoto roku zahájí dodávku do sítě šest našich nových fotovoltaických elektráren o celkovém instalovaném výkonu přes 28 megawatt-peaků, převážně v Ústeckém kraji, kde jsme ještě loni zahájili realizaci dalších čtyř projektů o instalovaném výkonu bezmála 48 megawatt-peaků,“ říká Schreier.
ČEZ také získal kladné rozhodnutí o investiční podpoře ve výši čtyř miliard korun na projekty o celkovém výkonu větším než 900 megawatt-peaků. Většina těchto investic poputuje právě na fotovoltaiku.
Mezi další fotovoltaické tuzemské obry patří například elektrárna v Nové Vsi – Vepřeku s 35megawattovým instalovaným výkonem nebo elektrárna v Ševětíně o výkonu necelých 30 megawattů. Většina největších českých fotovoltaik pochází z doby solárního boomu kolem roku 2010.
Ve světovém měřítku se pak ale české solární parky zdají drobnou kapkou v moři. Jen Čína například disponuje 2919 gigawatty celkového výkonu (více než 800násobek českých solárních instalací, kterých je aktuálně kolem 3,6 gigawattů) a vlastní většinu největších instalací. Na paty jí ale už začíná šlapat Indie. Podle serveru EcoExperts 10 zemí spravuje dohromady 74 procent fotovoltaického trhu.
Samotná největší světová solární elektrárna je pak čínský park Golmud s instalovaným výkonem 2,8 gigawattů, který dodává sedm milionů panelů. Do nejbližších pěti let navíc Čína hodlá kapacitu navýšit dokonce na šestnáct gigawattů. Jen pro zajímavost: pro demonstraci zájmu o fotovoltaiku postavila země obrovskou elektrárnu znázorňující dvě pandy viditelné dokonce i z vesmíru.
Druhou i třetí příčku obsadila Indie se solárními elektrárnami Bhadla o výkonu 2,7 gigawattů a Pavagada s výkonem 2,05 gigawattů. Dalšími v pořadí jsou pak parky ve Spojených arabských emirátech a Egyptě.
Pokud budeme započítávat i solární věže a koncentrovanou solární energii (technologie CSP), pak se za fotovoltaického giganta může považovat především marocký komplex Noor. Jeho celkový instalovaný výkon dosahuje úctyhodných 580 megawattů.
Plovoucí elektrárna jako první svého druhu
Mezi další „nej“ rozhodně můžeme zařadit loňské úspěšné zahájení provozu první české plovoucí solární elektrárny. Nachází se na hladině horní nádrže přečerpávací elektrárny Štěchovice II. „Po ročním testování byl loni výkon elektrárny čtyřikrát rozšířen, z 21,7 na 87 kilowattů, a elektrárna byla připojena do sítě. Panely na hladině horní nádrže přečerpávací elektrárny nyní vyrobí ročně až 80 megawatthodin bezemisní elektřiny,“ sdílí zkušenosti Schreier.
Osm řad monokrystalických panelů na stříškách s orientací východ–západ bez problému funguje při až devítimetrovém kolísání hladiny během cyklů přečerpávací elektrárny. Celkem 192 fotovoltaických panelů udržuje nad hladinou 144 vzduchem plněných plováků. Výkyvům počasí a stálému kolísání hladiny během přečerpávacích cyklů čelí celá konstrukce díky kolečkovým pojezdům s lyžinovým upevněním ke stěnám nádrže.
Soláry na vinicích i na divadlech
U inovativních projektů můžeme chvíli zůstat. Jak jsme se na Obnovitelně.cz dopodrobna věnovali, velké změny snad přinese novela zákona, která povolí agrivoltaiku. Solární panely u takových instalací plní dvojí funkci. Kromě výroby elektřiny také chrání sady před mrazem, poskytují prostor pro pastvu ovcí i jiných zvířat, podporují biodiverzitu nebo slouží jako součást konstrukce na chmelnicích či vinicích.
Že fotovoltaika může být skutečně všude, ukazuje příklad úspěšné části EPC projektu Národního divadla. Označením EPC se rozumí takový projekt, který zavedením určité technologie či změny spotřebitelského chování z dlouhodobého hlediska nestojí vůbec nic navíc, zaplatí se totiž z dosažené úspory. Již v roce 2006 se k těmto krokům zavázalo Národní divadlo v Praze.
Panely jsou umístěny tak, aby ničím nerušily krajinný ráz památkové zóny. „Netradiční na těchto malých střešních fotovoltaických elektrárnách je to, že se nejedná o klasické panely, ale o hydroizolační fólii, která současně izoluje a vyrábí elektrickou energii. Využitím této fólie na nové skladbě střechy se současně vyřešilo zatékání do střech a jejich zateplení. Tato multifunkční fólie byla položena ve dvou etapách na střechy provozní budovy a Nové scény,“ vysvětluje server Národního divadla.
Zkrátka, solární panely začínaly u družic a kalkulaček a nyní pomáhají nahrazovat fosilní paliva, bez kterých si lidstvo ještě před pár desítkami let nedokázalo představit přežití civilizace. Přibližují nás k soběstačnosti, stávají se dostupnými a nakonec jsou i finančně návratné. Připomeňme si proto jejich výročí, vždyť jsou s námi již 70 let.
Foto: Joe Haupt, CC BY-SA 2.0