'Pečené' krystaly pro elektrárny

Slunečních elektráren v Česku valem přibývá, přesto se potýkají s problémy. Byť se jimi ekologové zaklínají, výroba čistého křemíku na destičky k přeměně světla na elektrický proud zatím životní prostředí moc nešetří. I účinnost solární energetiky stále pokulhává.
Tu by však mohla znásobit fotovoltaická "krabice" vyvíjená v pražské firmě HIC&Services, která nyní začíná dostávat podobu prototypu.
"Současné křemíkové baterie dokážou přeměnit na elektřinu nanejvýš osmnáct procent viditelného světla. Naše zařízení ho teoreticky může využít z 35 až 60 procent," řekl Ekonomu jednatel společnosti Armen Jegijan.

Dále na sever
Co by to znamenalo? Pokud by se schopnost přeměňovat světlo na elektřinu trojnásobně zvýšila, sluneční elektrárny by se mohly posunout dále na sever. Dokázaly by pracovat se slunečním zářením o nižší intenzitě.
Nebo obráceně: zařízení o výkonu jednoho megawatu by už nemuselo zabírat pozemek o rozloze zhruba 2,5 hektaru. Stačila by plocha daleko menší. To by mohlo přinést další impuls pro rozvoj fotovoltaiky, protože zábory půdy vyvolávají zlou krev.
Nový článek by rozkládal běžné sluneční záření na jednotlivé složky spektra, a ty by už nedopadaly jen na křemíkové destičky, ale i na jiné krystaly ze směsi gallia a arzenu či kadmia a teluru.
Výrobní cena by byla vyšší, ale náklady by se díky vyšší výkonnosti vrátily.

Křemíkový zázrak
Podobným směrem se ubírá i vývoj v zahraničí, lidé kolem Jegijana si přesto věří. Článek s vyšší účinností je nutné ještě doladit, ale už teď mají skutečný hit. Výrobu monokrystalů křemíku (o čistotě 99,9999 procenta) novou technologií. Nikoliv chemicky, ale fyzikální cestou ve speciálních pecích za teplot do 2000 stupňů.
"Pokud se krystaly tímto způsobem skutečně začnou vyrábět, bude to opravdový převrat," tvrdí Jaromír Řehák, šéf společnosti Solartec, která právě fotovoltaické články vyrábí.
Velkou výhodou je podle něj fakt, že tyto krystaly jsou čtvercové a destičky do slunečních baterií by se už nemusely vyřezávat z tradičního kruhového profilu. To by výrazně snižovalo množství odpadu.
"Křemíkem a fotovoltaikou se zabýváme už několik let a shromáždili jsme sumu znalostí a zkušeností," zdůrazňuje Jegijan.
Věří také, že právě subdodávky pro sluneční elektrárny se jednou stanou hlavní obchodní činností firmy. Zatím se totiž orientuje hlavně na řízení projektů pro zahraniční investory ve stavebnictví a energetice.
HIC&Services investoval do vlastního výzkumu. Spolupracuje přitom s Fyzikálním ústavem MFF Univerzity Karlovy, Fyzikálním ústavem Akademie věd ČR a s univerzitami a vědeckými pracovišti v Jerevanu, protože sám Jegijan z Arménie pochází.
Jeho krajané na poli výroby rozmanitých krystalů - už od sovětské éry - dosáhli velkých úspěchů. Známé jsou například umělé safíry.
Koneckonců celý projekt dostal jméno Arsira, přičemž první dvě písmena ve staroarménštině znamenají slovo "slunce".

Adieu, Česko!
Pece již experimentálně pracují, avšak plány firmy na průmyslovou výrobu superčistého křemíku utržily ránu. Snaha vybudovat výrobní závod za čtvrt miliardy korun v technickém parku u Českých Velenic naráží na neochotu CzechInvestu poskytnout 40procentní, tedy přibližně sedmdesátimilionovou dotaci.
O důvodech takového kroku agentura mlčí. "S ohledem na požadavky Evropské komise žádné informace o zamítnutých projektech nedáváme," sdělila její mluvčí Lucie Kocourková.
Týdeník Ekonom ale zjistil, že nedůvěru vyvolává především malá velikost firmy, která zatím podnikala hlavně ve stavebnictví. Je proto možné, že výrobní hala s přibližně stovkou kvalifikovaných zaměstnanců vyroste v zahraničí.
Investoři, kteří mají zájem o tento obor, zřejmě raději půjdou do zemí, jejichž vlády na takové technologie přispívají. Například do Německa, Francie či USA. Navíc jde o hru s časem. S podobnou metodou experimentují na univerzitách v Belgii a ve Švýcarsku.

Moravské Silicon Valley
Dosavadní chemická cesta výroby krystalů vyžaduje množství nebezpečných sloučenin chlóru.
"Postaru" se krystaly vyrábějí v Rusku, Číně nebo Brazílii. Cena čistého křemíku sice letos poklesla, ale zájem zůstává vysoký. Kromě slunečních baterií je nezbytný do výpočetní techniky a mikroelektroniky.
Křemíkovými technologiemi se v Česku zabývá více podnikatelů. Například Karel Vojtěchovský se i ve světě prosadil s technologií řezání krystalů na tenké destičky. Speciální stroje vyráběl ve svých firmách Trimex a Themis a zařadil se tak po bok trojice výrobců podobných zařízení.
Nyní jeho společnost odkoupil německý KUKA Systems, který se jinak specializuje na průmyslové roboty.
Sám Vojtěchovský je k produkci energie ze slunečního záření skeptický: "Pokud jde o křemíkové krystaly, věřím spíše v jejich produkci klasickou chemickou cestou," tvrdí.
České křemíkové centrum se nachází v Rožnové pod Radhoštěm, kde podnikatelé těží z bývalé tradice Tesly. I Vojtěchovský kdysi patřil mezi její přední výzkumníky.
Ve městě funguje třeba výrobce polovodičů OnSemiconductor, který má americké vlastníky. Podobné je zaměření společnosti ARSIL Crystal. Sídlí zde i výše zmíněný Solartec.

AUTOR: Josef Pravec

Výroba monokrystalů křemíku
Tradiční postup
Použití chemické metody pomocí chlorsilanových sloučenin.
Na výrobu jednoho kilogramu monokrystalického křemíku je potřeba 120 kWh elektřiny.
Nutné jsou dva na sebe navazující výrobní procesy.
Postup je cca pětkrát investičně náročnější a asi desetkrát provozně dražší než podle projektu Arsira.

Nový postup
Fyzikální metoda bez nebezpečných látek, šetrnější k životnímu prostředí.
Na jeden kilogram monokrystalického křemíku je potřeba 40 kWh elektřiny.
Sloučení do jednoho výrobního procesu.

Zdroj: HIC&Services

HIC&Services, s.r.o.
Historie firmy: Založena byla v roce 2001 pod jménem Epoxy Line, o rok později prošla restrukturalizací a dostala nový název
Vlastník: Pavlína Jegijanová
Obor: Firma se orientuje na inženýrskou činnost, poradenství a dodávky při rekonstrukcích železobetonových konstrukcí. Vyvíjí a dodává speciální stavební a sanační materiály
Od roku 2006 se zabývá výzkumem a vývojem v oboru fotovoltaiky
Obrat: V posledních třech letech v průměru mezi 40 a 50 miliony korun
Počet zaměstnanců: Deset