Sluneční záření je nejdůležitějším obnovitelným a přitom naprosto čistým zdrojem energie.
Využití solární energie
Na naši planetu trvale dopadá záření o výkonu přibližně P = 1,8.1017 W jen s mírnými výkyvy v závislosti na aktivitě slunce a roční době. To je o tři řády více než výkon, který vyrobí a spotřebuje celé lidstvo.
NARUŠENÁ ROVNOVÁHA
Celková výroba energie na Zemi vykazuje exponenciální nárůst a v roce 2000 již překročila hodnotu E = 1014 kWh.rok-1. Při zachování současného trendu by za necelých sto let dosáhla hodnoty E = 1017 kWh.rok-1. Takový scénář je velmi katastrofický a planeta by ho pravděpodobně neunesla, neboť kromě samotné výroby energie musíme uvážit i dobře známé a často diskutované následné druhotné jevy, jako jsou exhalace nežádoucích i jedovatých plynů a popílku, radioaktivní odpad, emise skleníkových plynů, kyselé deště, celosvětové oteplování a tání ledovců. Obsah CO2 v atmosféře vzrůstá o 0,4 % ročně a obsah metanu roste ještě rychleji. Skleníkový efekt je pravděpodobným důvodem probíhajících klimatických změn spojených s velkým nebezpečím. Skleníkové plyny totiž pohlcují infračervené záření vyzářené z povrchu země a částečně ho vrací zpět. Narušují tak rovnováhu mezi energií, kterou země přijímá a kterou vydává.
Uhelná elektrárna s výkonem P = 1000 MW zamoří atmosféru přibližně 1010 kg CO2 ročně, a to nemluvě o dalších plynech, jako např. SO2 a popílku, které v určité míře unikají i v případě vybavení bloku kvalitním odsířením a odlučovači popílku, způsobují kyselé deště a snížení pH půdy i vodních ploch.
Není však dosud jednoznačně prokázáno, že lidská činnost je hlavním důvodem všech klimatických změn. I v minulosti zde totiž probíhaly bouřlivé změny klimatu a kolísání hladiny oceánu až o 100 m s časovými periodami řádově tisíc let.
PROGNÓZY DALŠÍHO VÝVOJE
Naději nám dávají prognózy, jež říkají, že výroba energie se nasytí např. zaváděním úspornějších technologií a křivka se bude asymptoticky blížit k hodnotě E = 1016 kWh.rok-1, které nikdy nedosáhne. Takový vývoj by snad mohl být přijatelný i z hlediska trvale udržitelného rozvoje. Předpovědi se pohybují v širokých mezích, a až následující století ukáže, jaká bude realita.
Podle většiny prognóz dosáhla v současné době spotřeba ropy svého maxima a od roku 2010 by se měla výrazně snižovat. Současné prudké zvýšení cen by mohlo toto snižování ještě urychlit. Za padesát let by měla hodnota klesnout na polovinu současné spotřeby.
Spotřeba uhlí by měla začít klesat kolem roku 2040.
Naopak výroba a využití solární energie prudce roste a kolem roku 2040 už by měl být podíl solární energie na celosvětové výrobě energie ze všech zdrojů největší.
Vývoj výroby energie z jednotlivých zdrojů od roku 1920 a prognózu dalšího vývoje do roku 2060 ukazuje graf na předchozí straně.
FOTOVOLTAICKÉ PANELY
Vývoj světové výroby solárních fotovoltaických panelů ukazuje další graf. Měřítko na osách je semilogaritmické, tedy zhruba lineární závislost grafu během posledních dvaceti let reálně odpovídá exponenciálnímu nárůstu výroby. Do značné míry je to způsobeno dotační politikou některých států.
Například Spolková republika Německo díky dotacím spotřebovává v současné době k instalaci více než čtvrtinu celosvětové výroby solárních fotovoltaických panelů. To svědčí o tom, že si zde plně uvědomují význam solární energie pro budoucnost, neboť klasické zdroje jsou limitované a problém jejich vyčerpání je třeba řešit s předstihem. Podobná dotační politika byla schválena i ve Španělsku a připravuje se ve Francii a v Itálii.
STÁTNÍ DOTACE
Malovýroba bude vždy dražší než velkovýroba - to platí jak o výrobě průmyslového zboží, tak o výrobě energie. Mohlo by se zdát, že fotovoltaické kolektory poskytují energii zadarmo. Není to však pravda. Výroba křemíku i další technologie jsou energeticky značně náročné a kolektory musí pracovat několik let, než vyrobí energii spotřebovanou ke své výrobě.
V podmínkách České republiky jsou to přibližně čtyři roky, v ideálních podmínkách to mohou být i dva roky. Životnost panelů je však 20 až 30 let, tedy v konečném součtu je zde významný zisk energie.
Státy, které mají zájem o využívání solární energie, ji proto dotují. Jedná se o dotace na budování vlastních fotovoltaických systémů, a také výkup vyrobené energie. Tím vytvářejí nové podnikatelské prostředí v oboru solární energie.
Použijeme-li kromě fotovoltaických panelů další konstrukční prvky, jako jsou pohyblivé stojany sledující pohyb slunce po obloze, koncentrátory záření a oboustranné panely, můžeme pomocí relativně malých nákladů dosáhnout významného navýšení množství vyrobené energie až na dvojnásobek a tak snížit její cenu. Cena PV panelů tvoří největší část ceny celého systému. Proto systém, který vyrobí stejné množství energie, bude podstatně levnější.
V některých zemích EU je energie z alternativních zdrojů dotována. Například ve Španělsku dostane uživatel vyšší dotaci v případě menšího systému do maximálního výkonu P < 5 kW. U větších systémů je dotace nižší. Automatický pohyblivý systém s maximálním výkonem P = 5 kW s jednostrannými panely se však množstvím vyrobené energie vyrovná pevnému systému s maximálním výkonem P = 7 kW a s jednostrannými panely. Automatický pohyblivý systém s maximálním výkonem P = 5 kW s oboustrannými panely a s hřebenovým koncentrátorem záření se množstvím vyrobené energie vyrovná dokonce pevnému systému s maximálním výkonem P = 10 kW. Porovnání těchto hodnot a výpočty celkových dotací za delší období jsou pádnými argumenty ve prospěch automatického pohyblivého stojanu fotovoltaických panelů.
JAK JE TOMU U NÁS?
Pro nás může být potěšitelné, že i Česká republika již přistoupila k jisté dotační politice. Za předpokladu dodržení určitých podmínek dotuje naše republika síťové fotovoltaické solární systémy 30 % pořizovací ceny. Vyrobená energie je vykupována za dotované ceny 13,20 Kč/kWh.
Už i u nás se objevují majitelé pozemků, kteří si chtějí postavit takový systém a podnikat v oboru solární energie. Právě jim je určen například projekt firmy Poulek Solar, s.r.o., na solární elektrárnu s maximálním výkonem P = 1 MW s pohyblivými stojany a s hřebenovými koncentrátory záření. Uvedená firma může takovou elektrárnu instalovat na plochu 65 000 m2. Tato elektrárna pak v podmínkách ČR vyrobí asi 1 700 000 kWh energie za rok.
Veškerá energie vyráběná dnes na světě by se dala vyrobit ve fotovoltaických panelech o ploše 1000 x 1000 km2, přitom jen plocha Sahary s ideálními slunečními podmínkami je zhruba desetinásobná a existují i další pouště, například v Saudské Arábii, v Kazachstánu, v Austrálii, v Mexiku, v Arizoně, v Chile apod. Nerovnoměrnost dodávky solární energie mohou vyrovnat akumulátory nebo efektivnější způsob akumulace energie do vodíku vyráběného elektrolýzou vody.
AUTOR: VLADISLAV POULEK
Poulek Solar, s.r.o.
AUTOR: MARTIN LIBRA
Česká zemědělská univerzita v Praze
NARUŠENÁ ROVNOVÁHA
Celková výroba energie na Zemi vykazuje exponenciální nárůst a v roce 2000 již překročila hodnotu E = 1014 kWh.rok-1. Při zachování současného trendu by za necelých sto let dosáhla hodnoty E = 1017 kWh.rok-1. Takový scénář je velmi katastrofický a planeta by ho pravděpodobně neunesla, neboť kromě samotné výroby energie musíme uvážit i dobře známé a často diskutované následné druhotné jevy, jako jsou exhalace nežádoucích i jedovatých plynů a popílku, radioaktivní odpad, emise skleníkových plynů, kyselé deště, celosvětové oteplování a tání ledovců. Obsah CO2 v atmosféře vzrůstá o 0,4 % ročně a obsah metanu roste ještě rychleji. Skleníkový efekt je pravděpodobným důvodem probíhajících klimatických změn spojených s velkým nebezpečím. Skleníkové plyny totiž pohlcují infračervené záření vyzářené z povrchu země a částečně ho vrací zpět. Narušují tak rovnováhu mezi energií, kterou země přijímá a kterou vydává.
Uhelná elektrárna s výkonem P = 1000 MW zamoří atmosféru přibližně 1010 kg CO2 ročně, a to nemluvě o dalších plynech, jako např. SO2 a popílku, které v určité míře unikají i v případě vybavení bloku kvalitním odsířením a odlučovači popílku, způsobují kyselé deště a snížení pH půdy i vodních ploch.
Není však dosud jednoznačně prokázáno, že lidská činnost je hlavním důvodem všech klimatických změn. I v minulosti zde totiž probíhaly bouřlivé změny klimatu a kolísání hladiny oceánu až o 100 m s časovými periodami řádově tisíc let.
PROGNÓZY DALŠÍHO VÝVOJE
Naději nám dávají prognózy, jež říkají, že výroba energie se nasytí např. zaváděním úspornějších technologií a křivka se bude asymptoticky blížit k hodnotě E = 1016 kWh.rok-1, které nikdy nedosáhne. Takový vývoj by snad mohl být přijatelný i z hlediska trvale udržitelného rozvoje. Předpovědi se pohybují v širokých mezích, a až následující století ukáže, jaká bude realita.
Podle většiny prognóz dosáhla v současné době spotřeba ropy svého maxima a od roku 2010 by se měla výrazně snižovat. Současné prudké zvýšení cen by mohlo toto snižování ještě urychlit. Za padesát let by měla hodnota klesnout na polovinu současné spotřeby.
Spotřeba uhlí by měla začít klesat kolem roku 2040.
Naopak výroba a využití solární energie prudce roste a kolem roku 2040 už by měl být podíl solární energie na celosvětové výrobě energie ze všech zdrojů největší.
Vývoj výroby energie z jednotlivých zdrojů od roku 1920 a prognózu dalšího vývoje do roku 2060 ukazuje graf na předchozí straně.
FOTOVOLTAICKÉ PANELY
Vývoj světové výroby solárních fotovoltaických panelů ukazuje další graf. Měřítko na osách je semilogaritmické, tedy zhruba lineární závislost grafu během posledních dvaceti let reálně odpovídá exponenciálnímu nárůstu výroby. Do značné míry je to způsobeno dotační politikou některých států.
Například Spolková republika Německo díky dotacím spotřebovává v současné době k instalaci více než čtvrtinu celosvětové výroby solárních fotovoltaických panelů. To svědčí o tom, že si zde plně uvědomují význam solární energie pro budoucnost, neboť klasické zdroje jsou limitované a problém jejich vyčerpání je třeba řešit s předstihem. Podobná dotační politika byla schválena i ve Španělsku a připravuje se ve Francii a v Itálii.
STÁTNÍ DOTACE
Malovýroba bude vždy dražší než velkovýroba - to platí jak o výrobě průmyslového zboží, tak o výrobě energie. Mohlo by se zdát, že fotovoltaické kolektory poskytují energii zadarmo. Není to však pravda. Výroba křemíku i další technologie jsou energeticky značně náročné a kolektory musí pracovat několik let, než vyrobí energii spotřebovanou ke své výrobě.
V podmínkách České republiky jsou to přibližně čtyři roky, v ideálních podmínkách to mohou být i dva roky. Životnost panelů je však 20 až 30 let, tedy v konečném součtu je zde významný zisk energie.
Státy, které mají zájem o využívání solární energie, ji proto dotují. Jedná se o dotace na budování vlastních fotovoltaických systémů, a také výkup vyrobené energie. Tím vytvářejí nové podnikatelské prostředí v oboru solární energie.
Použijeme-li kromě fotovoltaických panelů další konstrukční prvky, jako jsou pohyblivé stojany sledující pohyb slunce po obloze, koncentrátory záření a oboustranné panely, můžeme pomocí relativně malých nákladů dosáhnout významného navýšení množství vyrobené energie až na dvojnásobek a tak snížit její cenu. Cena PV panelů tvoří největší část ceny celého systému. Proto systém, který vyrobí stejné množství energie, bude podstatně levnější.
V některých zemích EU je energie z alternativních zdrojů dotována. Například ve Španělsku dostane uživatel vyšší dotaci v případě menšího systému do maximálního výkonu P < 5 kW. U větších systémů je dotace nižší. Automatický pohyblivý systém s maximálním výkonem P = 5 kW s jednostrannými panely se však množstvím vyrobené energie vyrovná pevnému systému s maximálním výkonem P = 7 kW a s jednostrannými panely. Automatický pohyblivý systém s maximálním výkonem P = 5 kW s oboustrannými panely a s hřebenovým koncentrátorem záření se množstvím vyrobené energie vyrovná dokonce pevnému systému s maximálním výkonem P = 10 kW. Porovnání těchto hodnot a výpočty celkových dotací za delší období jsou pádnými argumenty ve prospěch automatického pohyblivého stojanu fotovoltaických panelů.
JAK JE TOMU U NÁS?
Pro nás může být potěšitelné, že i Česká republika již přistoupila k jisté dotační politice. Za předpokladu dodržení určitých podmínek dotuje naše republika síťové fotovoltaické solární systémy 30 % pořizovací ceny. Vyrobená energie je vykupována za dotované ceny 13,20 Kč/kWh.
Už i u nás se objevují majitelé pozemků, kteří si chtějí postavit takový systém a podnikat v oboru solární energie. Právě jim je určen například projekt firmy Poulek Solar, s.r.o., na solární elektrárnu s maximálním výkonem P = 1 MW s pohyblivými stojany a s hřebenovými koncentrátory záření. Uvedená firma může takovou elektrárnu instalovat na plochu 65 000 m2. Tato elektrárna pak v podmínkách ČR vyrobí asi 1 700 000 kWh energie za rok.
Veškerá energie vyráběná dnes na světě by se dala vyrobit ve fotovoltaických panelech o ploše 1000 x 1000 km2, přitom jen plocha Sahary s ideálními slunečními podmínkami je zhruba desetinásobná a existují i další pouště, například v Saudské Arábii, v Kazachstánu, v Austrálii, v Mexiku, v Arizoně, v Chile apod. Nerovnoměrnost dodávky solární energie mohou vyrovnat akumulátory nebo efektivnější způsob akumulace energie do vodíku vyráběného elektrolýzou vody.
AUTOR: VLADISLAV POULEK
Poulek Solar, s.r.o.
AUTOR: MARTIN LIBRA
Česká zemědělská univerzita v Praze
Zdroj:STAVITEL
Sdílet článek na sociálních sítích
