Keď sa hovorí o energiách, mnohým Slovákom sa nepochybne zvraští čelo. A niet sa čo čudovať, veď predsa ceny energií majú v budúcom roku stúpnuť. Žiaľ, tomu sa zrejme nevyhneme. No taktiež netreba hovoriť len o tom zlom. Ako píše server Tech Xplore, zo sveta energetiky sa ku nám dostáva veľmi pozitívna správa. Obľúbený zdroj energie, ktorý je čoraz populárnejší aj na Slovensku, sa dočkal významného vylepšenia, ktoré povedie predovšetkým k nižším nákladom, a teda zrejme aj k nižším cenám pre spotrebiteľov.
Zmieneným obľúbeným zdrojom je solárna energia, čiže energia čerpaná zo slnečných lúčov, ktoré zachytávajú solárne panely. Tie si v nemalej miere inštalujú aj slovenské domácnosti, napr. na strechy svojich obydlí.
Solárna energia sa teší nemalej obľube vďaka rýchlemu tempu inovácií, ktoré sú podporované dvoma hlavnými faktormi. Za prvé tu máme schopnosť produkovať solárne panely v čoraz väčších množstvách, pričom každý krok je čoraz viac optimalizovaný s ohľadom na čo najnižšiu nákladovosť. Za druhé tu máme neúnavnú snahu inžinierov a odborníkov zvyšovať energetickú účinnosť solárnych panelov. Pre lepšie pochopenie, energetická účinnosť odráža, koľko slnečného svetla dokáže solárny panel premeniť na elektrickú energiu.
Súčasné komerčne dostupné solárne panely premieňajú na elektrickú energiu približne 20 až 22 percent zachyteného svetla. Nový výskum, ktorého výsledky boli publikované vo vedeckom magazíne Nature, však hovoria o inovácii, v dôsledku ktorej by mohli solárne panely v budúcnosti ponúkať energetickú účinnosť až 34 percent, čo je zásadný rozdiel. Touto inováciou sú tzv. tandemové solárne články.
O čo ide?
Bežné solárne články sú vyhotovené len z jedného materiálu, ktorý má schopnosť absorbovať slnečné svetlo. V súčasnosti sú takmer všetky vyrobené z kremíka, čiže rovnakého materiálu, ktorý sa používa napríklad aj v čipoch. Kremík je totiž vyspelý, spoľahlivý a predovšetkým overený materiál. Jedinou nevýhodou je, že má obmedzenú energetickú účinnosť, a to niekde okolo 29 percent.
A hoci sme túto hranicu ešte nedosiahli, odborníci už teraz myslia na to, čo bude treba spraviť potom. Tým môžeme premostiť k tandemovým solárnym článkom, ktoré okrem kremíka využívajú aj perovskitové materiály. Táto kombinácia mala navýšiť energetickú účinnosť solárnych panelov na takmer 34 percent, presnejšie 33,89 percenta.
Stojí za zmienku, že perovskitové materiály sú relatívne nové, objavené boli niečo málo cez dekádu späť. V krátkom čase sa však stali ideálnym sprievodom pre kremík. Tajomstvo podľa odborníkov spočíva v ich schopnosti ladenia absorpcie svetla – dokážu lepšie zachytávať modré svetlo s vysokým obsahom energie.
Je tu však jeden háčik. Samotné tandemové články obsahujú aj iné materiály, medzi ktorými nájdeme aj tzv. polovodiče III-V, ktoré taktiež sľubujú vysokú energetickú účinnosť. Problémom je, že sú pomerne drahé a náročné na výrobu. To znamená, že s novou technológiou zatiaľ možno produkovať len menšie solárne panely.
Na druhú stranu, vedecká komunita vynakladá obrovské úsilie na pokrok v oblasti solárnych panelov s perovskitovými materiálmi, čo znamená, že časom by mali byť čoraz lacnejšie a menej komplikované. Pokrok sa potom učiňuje aj v rámci kľúčovej energetickej účinnosti, ktorú sa podarilo v priebehu 10 rokov zvýšiť zo 14 percent až na 26 percent, čiže takmer dvojnásobne.
Aký bude dlhodobý efekt?
Pri väčšine nových inovácií v oblasti energetiky sa však treba pozerať najmä na dlhodobý efekt. A ten pri tandemových solárnych článkoch vyzerá veľmi zaujímavo.
Všeobecne totiž platí, že čím viac svetla dokážu panely premeniť na energiu, tým nižšie sú nielen náklady na inštaláciu, ale aj požiadavky na plochu inštalácie, keďže ich netreba inštalovať v takých množstvách ako bežné solárne panely. Taktiež zo znamená, že prevádzkovatelia elektrární budú vyrábať energiu s vyšším ziskom.
Pokiaľ ide o spotrebiteľov, resp. používateľov, tí by vďaka miernejším nárokom mohli inštalovať na svoje domy viac solárnych panelov s vyššou energetickou účinnosťou. To znamená, že by vyrábali viac obnoviteľnej energie, čo v dlhodobom časovom horizonte predstavuje značnú finančnú úsporu.
Taktiež stojí za zmienku, že na Slovensku funguje tzv. Energetické dátové centrum (EDC). No ešte predtým, ako vysvetlíme, o čo ide, musíme objasniť, od čoho sa odvíja cena elektriny. V stručnosti možno povedať, že suma na faktúre za elektrinu pozostáva z dvoch častí. Jednou je cena samotnej komodity, druhou je cena sieťových poplatkov. Pod tými sa zoskupujú napr. straty, náklady na distribúciu a ďalšie ceny späté s poskytovaním služby.
EDC je systém, ktorý sa opiera o akúsi virtuálnu batériu. Vďaka tej sa energia z obnoviteľných zdrojov, ktorá ostane nespotrebovaná, odosiela späť do distribučnej sústavy. Z tej sa potom dané množstvo energie presunie k niekomu inému, kto pre ňu má využitie. Následne poskytovateľ na základe odčerpaného objemu energie odpočíta silovú zložku, ktorá je súčasťou ceny komodity. Výsledkom je teda nižšia faktúra za elektrinu. Tejto téme sme sa podrobnejšie venovali v samostatnom článku, ktorý nájdete na tomto odkaze.
