0:00
0:00
Zkumavka13. 1. 20116 minut

Doba sluneční

Astronaut

Titulek nejspíš podráždí odpůrce fotovoltaiky, k nimž se autor rozhodně nepočítá poté, co měl možnost poznat rychlý rozvoj tohoto sektoru v Německu. Nepatří k nim ani Heinrich Mentzer, vědec z Ústavu fyziky pevných látek při Univerzitě Friedricha Schillera v Jeně. „Věk ropy máme za sebou, přichází doba sluneční,“ prorokuje optimisticky a dodává, že energii rovnající se globální roční spotřebě lidstva dodá Slunce na Zemi za pouhou hodinu.

Fotovoltaické elektrárny jsou často kritizovány mimo jiné za to, že zabírají zemědělskou půdu. Přitom ale dovedou energii slunce zužitkovat efektivněji než biopaliva. „Pěstovat“ na poli solární panely a vyrobenou elektřinou pohánět auta by proto bylo mnohem rozumnější, než z půdy komplikovaně získat náhražky nafty a benzínu. Heinrich Metzner tvrdí, že sklizeň biopaliv z plochy dvou fotbalových hřišť umožní běžnému autu ujet maximálně 67 tisíc kilometrů, zatímco fotovoltaické články umístěné na téže ploše zajistí za odpovídající dobu nesrovnatelně víc - plné tři a čtvrt milionu kilometrů jízdy.

Autor: Volker Lannert
↓ INZERCE

Heinrich Metzner srovnává biopaliva a fotovoltaiku (foto Volker Lannert) 

Romeo a Julie

Podmínkou je, aby si elektrická auta našla cestu na trh. A také aby fotovoltaika dostatečně zlevnila, o což Metznerův tým usiluje. Zatím jsou nejrozšířenější křemíkové solární články. Světlá modř tohoto druhu fotovoltaiky (barvu způsobuje velmi tenká svrchní vrstva, která napomáhá tomu, aby článek lépe pohlcoval sluneční záření) běžně září ze střech či slunečních elektráren v krajině. Fyzici z Jeny se ale vydali jinou cestou: zdokonalují konkurenční a levnější technologie tzv. tenkých filmů, jimž nyní patří asi pětina trhu.

Autor: Volker Lannert

Urychlovač Julia (foto Volker Lannert)

Jedním z těchto vědců je mladý doktorand Jakob Haarstrich. „Zajímá mě fyzika pevných látek. A obnovitelné zdroje energie jsou jednou z oblastí, kde se momentálně rýsuje nejvíc aplikací,“ říká a ukazuje novinářské návštěvě komplikovanou soustavu masivních rour a záhadně vyhlížejících přístrojů, které, ač vůbec nevyhlížejí romanticky, dohromady vytvářejí dvojici urychlovačů pojmenovaných Romeo a Julia (Název Julia je akronymem anglického Jena University Laboratory for Ion Acceleration, Laboratoř univerzity v Jeně pro urychlování iontů; druhý urychlovač byl pak logicky nazván Romeo).

Větší Julia propůjčuje iontům různých prvků rychlost několika tisíců kilometrů za vteřinu a pokusně jimi bombarduje terčíky z různých materiálů. Do polovodičového terče vstřeluje atomy prvků, jenž zvyšují vodivost krystalu a tedy i účinnost polovodičového článku, který z něj může být vyroben. Umí také prozkoumat vnitřní strukturu krystalu a odhalit možné poruchy v jeho stavbě.

Autor: Volker Lannert

Jakob Haarstrich (foto Volker Lannert)

Problém „tenkých filmů“ totiž zatím spočívá v tom, že nedovedou dopadající energii zužitkovat tak dobře jako křemíkové články. „Kdybych měl na svém domě střechu orientovanou na jih, pořídil bych si na ni křemíkové solární panely, které zatím mají největší účinnost,“ říká Heinrich Metzner. „Tenké filmy“ však ještě neřekly poslední slovo a mají řadu výhod. Jejich základ tvoří polovodiče o tloušťce pouhého zlomku lidského vlasu. Jsou díky tomu ohebné a některé se dokonce zákazníkům dodávají v podobě fólie smotané v rolích, kterou lze snadno instalovat na střechy či fasády budov. Časem by dokonce mohla nahradit střešní krytinu. Zároveň mohou být „tenké filmy“ i průsvitné, takže by jimi šlo pokrýt i okenní skla.

Střepy

Zlevňují ale i klasické křemíkové články. Svědčí o tom i tak podivná věc, jakou jsou střepy na podlaze konferenční místnosti firmy Roth & Rau AG, která mimo jiné produkuje výrobní linky pro továrny na fotovoltaické panely.

Autor: Volker Lannert

Křemíkové destičky jsou tak křehké, že se při manipulaci rozbíjejí (foto Volker Lannert)

Střepy vypovídají o mimořádné křehkosti křemíkových destiček, které tvoří základ běžného solárního článku. Pracovníci firmy jich několik nechali kolovat mezi návštěvníky – a nepoškozena se nevrátila ani jediná; všechny se buď rozbily napadrť, nebo se jich přinejmenším část odlomila. Tři eura,“ odpovídá s pobaveným úsměvem Bernd Rau, jeden ze spoluzakladatelů firmy, na otázku, kolik každá destička stojí, a jaká škoda tedy vznikla. Tři eura jsou celkem dost a právě v tom spočívá do budoucna určitá naděje.

Také tyto destičky jsou sofistikovanými polovodiči. Mají zhruba rozměr dlaně s roztaženými prsty, ale jejich tloušťka je pouhé dvě desetiny milimetru, což je sice podstatně víc než u „tenkých filmů“, i tak ovšem pozoruhodně málo. Odtud pramení i jejich křehkost. Ačkoliv je výroba vysoce automatizovaná a roboti jsou šikovnější než lidé, řada destiček manipulaci ve výrobních halách nepřečká. Otvírá se tím prostor k velkým úsporám: každá desetina procenta, o kterou se podaří při výrobě snížit množství rozbitých destiček, ušetří stovky tisíc eur.

Cena fotovoltaických panelů proto díky šikovnějším strojům a stále jemnějšímu zacházení s destičkami rychle klesá a není to jediný důvod zlevňování: k dalším patří expanze výroby (její zdvojnásobení přineslo nedávno finanční úsporu o 20%) a zvyšování kapacity, tedy skutečnost, že jednotlivé solární články dovedou za stejnou cenu vyprodukovat více elektřiny. Během uplynulých tří let se tak cena solárních panelů snížila o polovinu a trend pokračuje.

Lidé z univerzit, úřadů i firem nyní v Německu tvrdí, že do tří až pěti let by se měl proud z fotovoltaických panelů prodávat levněji, než je cena elektřiny pro domácnosti. Znamená to, že by se fotovoltaika mohla obejít bez finanční podpory nebo jen s podporou minimální, třeba ve formě bezúročných půjček pro majitele rodinných domků. Dosavadní odhady přitom pro Německo nebo i Česko hovořily o tom, že k tomu nedojde dříve než za deset či patnáct let. Ať tak nebo tak, možná nás opravdu čeká „doba sluneční“.

Článek o německém „experimentu“ s obnovitelnými zdroji naleznete zde. Mimo jiné se v článku dozvíte o tom, jak chtějí Němci řešit problémy, které elektřina získaná pomocí větru a slunce vyvolává v rozvodných sítích.


Pokud jste v článku našli chybu, napište nám prosím na [email protected].