Svátek má

Rudolf
API key not valid, or not yet activated. If you recently signed up for an account or created this key, please allow up to 30 minutes for key to activate.
Generic selectors
Pouze přesné shody
Hledat v titulku
Hledat v obsahu
Post Type Selectors
API key not valid, or not yet activated. If you recently signed up for an account or created this key, please allow up to 30 minutes for key to activate.

Obnovitelný zdroj energie na Technické fakultě ČZU

Fotovoltaický systém zdobí střechu Technické fakulty České zemědělské univerzity v Praze již sedmým rokem. Na katedře fyziky nyní pracují na vývoji fotovoltaických panelů nové generace, které slibují prodlouženou životnost.

Podíl energie získané z obnovitelných zdrojů ve většině zemí světa stoupá. Stále rostoucí ceny energií a současná válka na Ukrajině zájem o tuto problematiku ještě více umocňují. Na Technické fakultě se ekologickými obnovitelnými zdroji zabývá hned několik vědeckých týmů, kteří zkoumají mimo jiné využití solární a vodní energie, energie biomasy či energie zemního masivu.

V roce 2015 byl na střeše Technické fakulty instalován síťový fotovoltaický systém. Získaná data se ukládají a systém dokáže odhalit podezření na různé typy poruch díky monitorovacímu systému dat, na jehož vývoji se podíleli přímo členové z katedry fyziky. Čtyřicet fotovoltaických panelů je instalováno na pevném stojanu a orientováno na jih se sklonem 35°. Panely jsou zapojeny do dvou nezávislých sekcí, které jsou připojeny k distribuční síti přes měniče.

„Fotovoltaický systém funguje na naší fakultě bez významných problémů už sedmým rokem a podle našich zkušeností získaných z řady podobných elektráren se dá předpokládat, že je v polovině své životnosti. Vliv stárnutí fotovoltaických panelů se zatím na hodnotě vyrobené elektrické energie projevuje minimálně, ale musíme počítat s tím, že k tomu bude docházet po zhruba deseti letech provozu a zvýší se i pravděpodobnost závažných poruch,” komentuje instalovaný systém vedoucí katedry fyziky profesor Martin Libra.

Výstupní výkon celého systému je cca 10 kWp. „Zatím nejvyšší hodnoty dosáhla výroba v roce 2019, kdy poskytla 12 210 kWh.rok-1. Přispěl k tomu nejen slunečný červen, ale hlavně slunečný duben, kdy už byly dostatečně dlouhé dny, a přitom bylo ještě chladno. Nižší teplota zvyšuje účinnost fotovoltaické přeměny energie, jak plyne z fyzikální teorie polovodičů,” dodává profesor Libra.

Význam obnovitelných zdrojů prý na fakultě nepřeceňují a uvědomují si, že uvedené množství vyrobené elektrické energie je možná z hlediska spotřeby celého areálu univerzity ne tak významné. Domnívají se ale, že obnovitelné zdroje mají důležité místo jak v současném energetickém mixu, tak na ČZU, kde svědčí o ekologickém chování univerzitních pracovišť. Na katedře fyziky Technické fakulty už byla vyvinuta řada nových konstrukčních prvků pro zvýšení efektivity fotovoltaických systémů. Šlo zejména o sledovače Slunce pro automatické pohyblivé stojany fotovoltaických panelů a o zrcadlové koncentrátory záření. Členem katedry fyziky je také profesor Vladislav Poulek, jehož skupina se v posledních letech zaměřila na vývoj fotovoltaických panelů nové generace, které mají delší životnost a lze je použít i v lokalitách s extrémními klimatickými podmínkami.

„Životnost fotovoltaických panelů mnohem více limituje materiál zapouzdření fotovoltaických článků v panelu než samotné články. Proto je důležitý vývoj materiálů stabilních při dlouhodobém ozařování a změnách teploty, které mohou být použity k vývoji nových fotovoltaických panelů. Tento materiál zcela obklopuje zapouzdřené články a chrání je před vlhkostí, tepelným a mechanickým poškozením a poskytuje dobrý optický kontakt mezi povrchem článku a ochranným vnějším krytím,” uvedli oba zástupci katedry.

Dnes standardně vyráběné fotovoltaické panely mají články zapouzdřené do etylvinylacetátu. Ukazuje se ale, že životnost těchto panelů v podmínkách mírného klimatického pásu nedosahuje plánovaných 20–25 let. Během provozu panely postupně degradují a jejich reálná doba života je kolem zhruba poloviční. V tropických či polárních oblastech je situace ještě horší, panely se zahřívají na teploty vyšší než 80 °C, při kterých se degradace etylvinylacetátu velmi urychluje. Naopak při teplotách nižších než -40 °C etylvinylacetát ztvrdne a neplní funkci měkkého zapouzdření fotovoltaických článků. V rozsáhlých oblastech Sibiře, severní Kanady a Antarktidy bývají běžně teploty i nižší.

Právě proto na katedře fyziky pracují na vývoji zmíněných fotovoltaických panelů nové generace se zapouzdřením článků do silikonového gelu a jejich první výsledky už byly publikovány také v několika odborných pracích.

„Ukázalo se, že koroze fotovoltaických článků zapouzdřených do silikonového gelu je zanedbatelná v porovnání se zapouzdřením do etylvinylacetátu i v extrémních podmínkách zvýšených teplot až 110 °C a při ozáření intenzivním UV zářením. Rovněž se potvrdilo zanedbatelné snížení účinnosti přeměny energie těchto nových panelů po víceletém provozu. Na rozdíl od etylvinylacetátu je transparence silikonového gelu podstatně lepší zejména v oblasti vlnových délek 350÷700 nm. Pokles transparence silikonového gelu způsobený UV zářením je v porovnání s etylvinylacetátem velmi malý. Předpokládáme, že panely se zapouzdřením do silikonového gelu by mohly pracovat až 50 let s poklesem výkonu do 15 % v porovnání s počáteční hodnotou, protože silikonový gel má mnohem nižší korozi, která bývá hlavním důvodem poruch panelů se zapouzdřením do etylvinylacetátu. V případě zapouzdření do silikonového gelu očekáváme i podstatně menší poškození článků a jejich propojení v důsledku zlomů, protože gel je měkký, pružný a vykazuje menší pnutí během teplotních cyklů fotovoltaických panelů v porovnání s etylvinylacetátem, a to i při extrémně nízkých teplotách pod -40 °C, při kterých už etylvinylacetátu zcela tvrdne. Tyto unikátní fotovoltaické panely tak budou vhodné i pro regiony s extrémními klimatickými podmínkami a pro fotovoltaické systémy se zrcadlovými koncentrátory záření,” uzavírá profesor Vladislav Poulek.

 

Podobné články

Rychlé odkazy

Shop ČZU

Point One

CVPK

Klub absolventů

Poníček

Kariérní centrum

Skip to content