„Náš přínos je v nové technologii výroby modulů - jak samotného jádra, tak jeho montáže na keramickou destičku. Protože v systémech koncentrované fotovoltaiky se do jednoho malého místa soustředí velké množství energie, museli jsme také zajistit dokonalé elektrické propojení čipu s destičkou a jeho vynikající chlazení,“ vysvětluje Jan Řeboun z inovačního centra RICE Západočeské univerzity.
To je zapojené do mezinárodního projektu ASES pod vedením francouzské společnosti Eryma.
Efektivní využití sluneční energie ovlivňují dva hlavní faktory - intenzita a doba slunečního záření.
Využití solární energie |
V České republice je průměrná intenzita slunečního záření 950 až 1 340 kWh na metr čtvereční za rok. Doba záření je v průměru 1 300 až 1 800 hodin ročně.
Velkoplošný čip z křemíku, používaný v běžných solárních článcích, nahrazuje koncentrovaná fotovoltaika čipem z materiálu na bázi sloučenin galia a arsenu o rozměrech 7x7 milimetrů umístěným pouze lokálně. A to pod optickou čočku velkou 25x25 centimetrů, která 820krát koncentruje sluneční záření.
Díky sledovači slunečního záření se panel s koncentrovanou fotovoltaikou natáčí za sluncem, a světlo tak dopadá vždy na čočku. Akceptační úhel ještě zvyšuje sekundární optika, která odráží záření tak, aby směřovalo přesně do přijímače. Umístěna je mezi modulem a hlavní čočkou.
„Křemík je strategický a poměrně drahý materiál. Jeho nahrazení optikou přináší materiálové i cenové úspory,“ upozorňuje Řeboun na jednu z výhod. „V Regionálním inovačním centru elektrotechniky vyvíjíme keramické moduly s čipem, tedy samotným přijímačem slunečního záření, které jsou jádrem celého systému,“ doplnil Řeboun.
Další výhodou technologie plzeňských vědců je, že ve srovnání s konvenční fotovoltaikou dosahuje dvojnásobné účinnosti. Podle Jana Řebouna je to dáno využitím daleko sofistikovanějších čipů, které obsahují tři fotodiody, přičemž každá sbírá jiné spektrum světla.
Podmínkou efektivního využití koncentrované fotovoltaiky je přímé sluneční záření. Systém je proto vhodný do oblastí s velkým množstvím slunečných dnů.
„Uplatnění nalezne například u kamerových a senzorových zabezpečovacích systémů pro jaderné elektrárny, vodojemy a podobná zařízení. Ty se často nacházejí na odlehlých územích, pro jejichž napájení je potřeba zajistit nezávislý zdroj trvalé dodávky elektrické energie, jakou poskytují právě obnovitelné zdroje,“ uzavírá Řeboun.
Solární panel s koncentrovanou fotovoltaikou, na jehož vývoji se západočeští odborníci podíleli, je kvůli testování umístěn na střeše Fakulty elektrotechnické Západočeské univerzity.