Způsoby využití solární energie

Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta

Způsoby využití solární energie Bakalářská práce

Vedoucí práce:

Vypracovala:

Dr. Ing. Radovan Kukla

Helena Dvořáčková

Brno 2012 1

2

PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma Využití solární energie vypracovala samostatně a použila jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu literatury. Bakalářská práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího diplomové práce a děkana AF MENDELU v Brně.

dne………………………………………. podpis…………………………………….

3

PODĚKOVÁNÍ Děkuji, panu Dr. Ing. Radovanu Kuklovi za cenné rady a odborné vedení, které mi během psaní mé bakalářské práce poskytl.

4

Abstrakt Bakalářská práce na téma Způsoby využití solární energie popisuje, jakým způsobem je tato energie využívána, a jaké komponenty jsou k tomu zapotřebí. Je zde popsána funkce fototermických i fotovoltaických systémů včetně charakteristiky fotovoltaického jevu a generačního vývoje fotovoltaických článků. Dále je zde popsán princip pasivních i aktivních systémů využívajících solární energii a také funkce Sokratova domu. V poslední části je popsán proces recyklace fotovoltaických panelů a historický vývoj fotovoltaiky u nás i ve světě. Klíčová slova Fotovoltaika Fototermika Elektrická energie

Abstract Bachelor thesis Uses solar energy describes how the energy is used and what components are needed to do. It describes the function photothermic including photovoltaic systems and photovoltaic characteristics of the phenomenon and the development of photovoltaic generation. Furthermore, there is described the principle of passive and active solar energy systems using functions and Socrates house. The last section describes the process of recycling of photovoltaic panels and the historical development of photovoltaics at home and abroad.

Keywords: ¨ Photovoltaics Phototermics Electrical energy

5

OBSAH 1 Cíl……………………………………………………………………………………….…..9 2 Úvod………………………………………………………………………………….…...10 3 Obnovitelné zdroje……………….……………………………………………….…..10 3.1 Druhy obnovitelných zdrojů……………………………..……………………..11 3.1.1 Energie vody……………………………………………………………………….…..11 3.1.2 Geotermální energie…………………………………………………………………...11 3.1.3 Výroba energie z biomasy………………………………………….........……………12 3.1.4 Větrná energie…………………………………………………………………………12 3.1.5 Tepelná čerpadla………………………………………………………………………12 3.1.6 Energie přílivu a příboje oceánů…………………………………………...…..…….12

4 Co je to solární energie…………………………………………….…………………12 4.1 Výhody užívání solární energie………………………………………………..…13 4.2 Nevýhody užívání solární energie…………………………………………….....14 5 Použitelnost solárních systémů…………………………….………………….……14 5.1 Zeměpisná šířka………………………………………….…………………………..15 5.2 Roční doba……………………………………………...……………………………..15 5.3 Klima a oblačnost………………………………………………………………..…..15 5.4 Orientace plochy a její sklon……………………………………….……………..15 6 FOTOTERMICKÉ SOLÁRNÍ ČLÁNKY……………………………………....16 6.1 Využití solární energie pro ohřev teplé vody………………..………………..16 6.1.1 Popis základních částí…………………………………………………………………………..16

6.2 Ohřev vody v bazénech ………………………………………...………………….19 6.3 Využití solární energie pro vytápění……………………………………………19 6.3.1 Pasivní systém………………………………………………………………………….19 6.3.2 Aktivní solární systém pro vytápění……………………………………………….…23

7 FOTOVOLTAICKÉ SOLÁRNÍ ČLÁNKY……………………………..………25 7.1 Legislativa……………………………………………………………………..…..…..25 7.1.1 Zelený bonus a garantovaná výkupní cena…………………………………………..25 6

7.2 Stručná historie vývoje fotovolatiky ve světě………………………………...27 7.3 Vývoj fotovoltaiky v ČR………………………………………………………..….27 7.4 Základní typy fotovoltaických článků……………………………………….…28 7.4.1 První generace………………………………………………………………..………..28 7.4.2 Druhá generace………………………………………………………………………..29 7.4.3 Třetí generace………………………………………………………………………….29 7.4.5 Čtvrtá generace……………………………………………………………………..…29

7.5 Účinnost článku………………………………………….…………………………..29 7.6 Fotovoltaický jev…………………………………………………………………….29 7.7 Přímé a difúzní záření………………………………...……………………………30 7.8 Přechod P-N………………………………………………...…………...……………30 7.9 Součásti fotovoltaické elektrárny…………………………………..……………31 7.10 Výhody výroby elektřiny ze Slunce………………………………...………….31 7.11 Křemíkové články…………………………………………………………………...…31 7.11.1 Křemíkové monokrystalické články……………………………………………..….31 7.11.2 Křemíkové polykrystalické články……………………………………………….....32 7.11.3 Křemíkové amorfní články……………………………………………………….....32

7.12 Ostrovní systém………………………………………………………………….…32 7.13 Síťový systém………………………………………………...…………………..…33 8 Recyklace fotovoltaických panelů………………………..………………………...33 8.1 Životnost panelů……………………………………………………………………..33 8.2 Důvody vyřazení…………………………………………………………….…….…34 8.3 Pv Cycle……………………………………………………………………..……..…..34 8.4Materiálové složení …………………………………………………...………….....35 8.5 Metody recyklace……………………………………………………...………….....36 8.5.1 Termická……………………………………………………………………………….36 8.6.1 Mechanicko-biologická………………………………………………………………..36

9 VYUŽITÍ SOLÁRNÍ ENERGIE NA CHLAZENÍ ……………...……….….36 9.1 Solární absorpční chlazení v uzavřeném cyklu……………………..………..37 9.2 Solární desikační chlazení…………………………………………………………37 10 HISTORIE VYUŽÍVÁNÍ SOLÁRNÍ ENERGIE……………….…………....38 7

10.1 Nejstarší využití…………………………………………………………………….38 10.2 Princip Sokratova domu………………………….……………………………...38 11 FOTOVOLTAIKA U NÁS A VE SVĚTĚ………….……………………….….40 11.1 Fotovoltaika v ČR…………………………………………………...……………..40 11.2 Fotovoltaika ve světě………………………………………………………………42 11.2.1 Fotovoltaika v Německu…………………………………………………………..…42 11.2.2 Fotovoltaika v USA…………………………………………………………………..41 11.2.3 Fotovoltaika v Číně……………………………………………………………..……43 11.2.4 Fotovltaika v zemích třetího světa……………………………………………..……43

12 ZÁVĚR……………………………………………………….…………………..……..43 SEZNAM LITERATURY…………………………………………………………..…44 SEZNAM INTERNETOVÝCH ZDROJŮ………………………………….……..44 SEZNAM OBRÁZKŮ……………………………………………………………....…..45

8

1 CÍL PRÁCE Cílem mé práce je především: • • • • •

Charakterizovat využívání solární energie fototermicky i fotovoltaicky Popsat základní součástí solárních systémů Stručně popsat historii fotovoltaiky v ČR a ve světě Porovnání vývoje solárních systémů v ČR a ve světě Popsat způsoby recyklace fotovoltaických článků

9

2 ÚVOD Solární energie je základ veškerého života. Ve své bakalářské práci bych se chtěla zaměřit na to, abych popsala základní druhy využití solární energie v praxi. Dále bych chtěla upozornit na to, že využívání Slunce jako zdroje energie není nic nového a že řada dnešních postupů se prováděla před stovkami, někdy i tisíci let. V dnešní době se na energii ze Slunce díváme především jako na možný zisk, či finanční úsporu. Někdy to vypadá, že celá ekologie a šetření životního prostředí jde stranou a snažíme se vytěžit ze Slunce co nejvíce. V tomhle se ale od našich předků značně lišíme, protože staré kultury sice také žily ze Sluneční energie, ale vážily si jí, dokonce měly božstva, kterým vzdávaly díky za teplo a světlo, které jim poskytují. V poslední části mé práce bych chtěla připomenout, že i když je často připomínán náš minulý režim ve spojení s pozastavením technického vývoje, solární energie se u nás vyvíjela přinejmenším stejně rychle jako v okolních státech. Naopak, právě dnes je především na fotovoltaiku nahlíženo jako na něco, co pouze zdražuje elektřinu, a zapomínáme, kdo tyto ceny tvoří a že bychom měli být rádi za každý megawatt čisté energie.

3 OBNOVITELNÉ ZDROJE Solární energie patří mezi obnovitelné zdroje, které jsou spojovány s pojmem Trvale udržitelný rozvoj společnosti. Tento pojem je v dnešní době dost zásadní, a to především proto, že jsme si zvykli na určitou, dalo by se říci, nadstandardní životní úroveň. Ovšem tato úroveň jde ruku v ruce s využitím fosilních paliv, a s jejich koncem by pravděpodobně naše společnost přinejmenším zavrávorala. Možným způsobem jak tento problém řešit, je naučit se ve velkém využívat obnovitelné zdroje. Obnovitelné zdroje slouží lidem od pradávna, i když v mnohem menším měřítku než ty neobnovitelné. (BROŽ. K 2003) Definice obnovitelných zdrojů podle zákona 185/2005 zní „Obnovitelnými zdroji se rozumí obnovitelné nefosilní přírodní zdroje energie, jimiž jsou energie větru, energie slunečního záření, geotermální energie, energie vody, energie půdy, energie vzduchu, energie biomasy, energie skládkového plynu, energie kalového plynu a energie bioplynu.(zákon č. 185/2005 Sb., o podpoře výroby elektřiny z obnovitelných zdrojů)

10

3.1 Druhy obnovitelných zdrojů: •

energie vody

•

geotermální energie

•

spalování biomasy

•

energie větru

•

energie slunečního záření

•

využití tepelných čerpadel

•

energie příboje a přílivu oceánů

3.1.1 Energie vody Energie získaná z vody u nás představuje nejvíce využívaný obnovitelný zdroj energie. Energii z vody získáváme pomocí turbín, které jsou napojeny na generátor. K tomu, abychom získali co nejvíce energie z vody, je zapotřebí co největší spád a průtok vody. V naší zemi sice nejsou ty nejideálnější podmínky, přesto jsou u nás budována nízkotlaká vodní díla, která mají výkon do 10 MV. Energie vody je velice perspektivním obnovitelným zdrojem, protože neznečišťuje ovzduší, není zapotřebí nic těžit a navíc mohou vodní elektrárny reagovat pružně a tím pokrýt okamžitou spotřebu.[W1]

3.1.2 Geotermální energie Geotermální elektrárny jsou v podstatě dost podobné jaderným a tepelným elektrárnám, zásadní rozdíl je ovšem v tom, že nepotřebují žádné palivo, ale využívají teplo ze zemského jádra. V praxi se tyto elektrárny staví na místě s aktivní vulkanickou činností a využívají páry, která vychází ze zemského jádra. Dalším způsobem získávání geotermální energie je, že elektrárna žene médium do zemského povrchu. Tam se médium ohřeje a vrací se zpět do elektrárny, kde například otáčí turbínou. [W2]

11

3.1.3 Výroba energie z biomasy Biomasa je organická hmota, ze které můžeme v případě správných postupů získávat energii. Nejčastěji jde o dřevní hmotu, nebo zbytky z hospodářské a zemědělské výroby. Energii můžeme získávat dvěma způsoby, a to buď mokrou cestou, nebo suchou cestou. Suché procesy v sobě zahrnují například spalování nebo zplyňování. Tyto procesy jsou založené na tom, že při vysokých teplotách se ze suché biomasy uvolňuje takzvaný dřevoplyn. Pokud k postupu dojde za nepřístupu vzduchu, můžeme dřevoplyn jímat a dále s ním zacházet jako s jinými palivy. Mezi mokré postupy patří například kvašení a fermentace. Pomocí bioplynových stanic můžeme z organické hmoty získávat bioplyn, který lze využívat jako palivo, nebo jej dále přeměňovat pomocí kogenerační jednotky na elektrickou energii. [W3]

3.1.4 Větrná energie Tento živel se lidé naučili k výrobě energie používat již dávno. Vítr se využíval například k čerpání vody ze země, nebo k mletí obilí. U nás jsou písemné zmínky o využití větrné energie již z konce třináctého století. Energie větru je velice perspektivní pro přímořské státy, jako je například Dánsko. V České republice nejsou příliš příznivé podmínky k výstavbě větrných elektráren. Ovšem i u nás existují lokality, ve kterých se výstavba větrné elektrárny vyplatí, i když zařízení pracuje jen 10 % -20 % dnů v roce. V současnosti je u nás kolem stovky větrných elektráren. Potenciál našeho území by v případě zastavění větrnými elektrárnami vyrobil energii pro 4 miliony lidí. [W4]

3.1.5 Tepelná čerpadla Téměř všude kolem nás je uložena tepelná energie, například ve vodě, půdě i vzduchu, ovšem je na tak nízké teplotní úrovni, že ji bez speciálního zařízení nejsme schopni využívat. Takovým zařízením je tepelné čerpadlo, jehož princip je založen na tom, že dokáže zachytit teplo z okolí a převést jej na vyšší teplotní úroveň. V praxi tepelné čerpadlo funguje tak, že například využívá podzemní vodu. Tato voda mívá teplotu okolo dvanácti stupňů. Tepelné čerpadlo čerpá teplonosnou kapalinu do podzemní vody, kde se její teplota zvýší. Voda putuje zpět k tepelnému čerpadlu, které ji pomocí kompresoru natlakuje a tím zvýší teplotu kapaliny. Zahřátá kapalina nám pak může cirkulovat například přes výměník, kde předá svoji tepelnou energii třeba teplé užitkové vodě. [W5]

12

3.1.6 Energie přílivu a příboje oceánů Energii můžeme získávat i z oceánů, protože tato obrovská masa vody se neustále pohybuje. Hlavním důvodem vzniku energie na povrchu oceánů je vliv větru, slapové jevy, přítoky velkých řek i podmořské zemětřesení. Využití těchto jevů je teprve na svém počátku, ale víme, že potenciál tohoto zdroje je obrovský. Zatím se využívá energie mořského příboje, energie mořských proudů a přílivové elektrárny. Přílivové elektrárny se používaly již ve třináctém století a od těch dnešních se zas tak mnoho nelišily. Vypadalo to tak, že se voda při přílivu dostala do nádrže, odkud potom roztáčela mlýnská kola. Problém s těmito elektrárnami je sedm set let stejný, slapové působení totiž není pravidelné.[W6]

4 Co je to solární energie Sluneční energie vzniká při jaderných reakcích v jádře našeho Slunce, odtud se dostává ve formě slunečních paprsků až do naší atmosféry. Dalo by se říci, že solární energie tvoří základ většiny energetických zdrojů. V praxi je můžeme rozdělit do tří základních skupin. -První z nich je přímé využití solární energie, to znamená záření, které lze zachytit pomocí fotovoltaických, nebo fototermických solárních článků. -Druhým typem je nepřímé využití, kdy se nám energie ze Slunce nahromadila a my ji můžeme posléze využívat. Do této kategorie patří například biomasa, energie větru, či teplota oceánů. -Poslední a zároveň nejvyužívanější skupinou jsou fosilní paliva, například uhlí, ropa, zemní plyn a podobně.(BROŽ. K 2003)

4.1 Výhody užívání solární energie •

Na Slunce můžeme nahlížet jako na nevyčerpatelný zdroj energie

•

Po zapojení solárního systému již nepotřebujeme zásadní investice, protože za sluneční energii neplatíme

•

Se solárním systémem přestáváme být závislí na fosilních neobnovitelných zdrojích, čímž chráníme životní prostředí

•

Solární systémy nám mohou ušetřit až 70 % nákladu na ohřev teplé vody

13

4.2 Nevýhody užívání solární energie •

Pokud si chceme solární systém pořídit na již stávající dům, musíme počítat s drobnými úpravami jako je zateplení a podobně.

•

Prvotní investice do systému je poměrně vysoká

•

Slunce nám bohužel poskytuje nejvíce energie, když ji potřebujeme nejméně, takže v letních měsících (Obr.1), naopak v zimě se účinnost solárních systémů snižuje. [W7]

Obr.1 Graf nabídky energie a skutečné potřeby energie( zdroj: http://www.solar-group.cz)

5 Použitelnost solárních systémů Solární systémy mají obrovský význam například ve vesmíru, protože zde jsme omezení pouze tím, jestli nejsme stíněni

Zemí.

Pokud

je

družice

vystavena přímému záření, pak dopadá na

kolektor

1,37

kW.m-2.

Pokud

budeme vycházet z účinnosti okolo 15 %, získáváme výkon o 200 kW. Na povrchu naší planety nás ovšem omezuje řada faktorů: (MURTINGER K. 2008) Obr. 2 Rozložení slunečního záření (zdroj: http://blogs.cgdev.org)

14

5.1 Zeměpisná šířka Zeměpisná šířka je pro účinnost solárních systémů zásadní, (Obr.2). Nejvíce záření dopadá samozřejmě v okolí rovníku a nejméně u pólů. (MURTINGER K. 2008)

5.2 Roční doba v létě je množství dopadajícího slunečního záření podstatně větší, dny trvají déle a Slunce je na obloze vysoko. Množství dopadajícího slunečního záření se v této době pohybuje okolo 7 kWh.m-2 za jasného počasí, v případě oblačností se množství sníží na 2 kWh.m-2. V zimě se dostáváme do podstatně nižších hodnot, za jasného počasí jsou to jen 3 kWh.m-2 a v době oblačnosti jde množství dopadajícího záření pod 0,3 kWh.m-2. (MURTINGER K. 2008)

5.3 Klima a oblačnost velký vliv má na účinnost solárního systému i klima, především pak množství mraků, které stíní kolektorové ploše. Tato oblačnost pak může snížit množství slunečního záření, které dopadá na kolektor z 75 % až na pouhých 15 %. Předpovědět oblačnost na delší dobu dopředu bez odchylek je nepravděpodobné. Obecně se používají průměrné hodnoty za 50 let. Účinnost mohou ovlivnit i čistota ovzduší, emise a mlhy. (MURTINGER K. 2008)

5.4 Orientace plochy a její sklon Nejvýhodnější je, aby byla plocha, na kterou sluneční záření dopadá orientována stále kolmo ke Slunci, toto se ale v praxi děje jen výjimečně, protože by to celý chod systému jen prodražilo. Přistupuje se tedy ke kompromisu. Volí se takový úhel, aby byly co nejvyšší celoroční zisky, tento úhel je 45° na jih. Pokud můžeme se systémem manipulovat, pak si můžeme účinnost systému zvýšit v létě natočením na 30° a v zimě zvýšením úhlu až na 60°. (MURTINGER K. 2008)

15

6 FOTOTERMICKÉ SOLÁRNÍ ČLÁNKY

6.1 Využití solární energie pro ohřev teplé vody 6.1.1 Popis základních částí

1 - první topný okruh (solární okruh), 2 - druhý topný okruh, T1/T2/T3 - teplotní čidla, ŘJ - řídicí jednotka a čerpadlo solárního okruhu, EXP - expanzní nádoba, PET - přídavné elektrické topení, TV - výstup teplé vody, SV – přívod studené vody.

Obr. 3 Popis funkce systému (zdroj: http://www.heron-solar.cz/)

Kolektor Kolektor je základním prvkem solárního systému, skládá se z izolované ocelové vany, absorbéru, trubkového registru a solárního skla. (Obr.4) Sluneční záření dopadá na kolektorovou plochu,

více

jak

90

%

proniká

speciálním solárním sklem a předává svoji

energii

absorbéru

Obr.4 Kolektor (zdroj:http://fotovoltaika.falconis.cz)

kolektoru, 16

tepelná energie získaná absorbérem se přenáší do trubkového registru, ve kterém obíhá teplonosná, solární nemrznoucí kapalina, která je tímto teplem velmi rychle zahřátá. Tato ohřátá kapalina vystupuje z kolektorové jednotky, vstupuje do výměníku přes čerpadlo, a jde opět zpátky do systému. (Obr.3) ( MURTINGER K. 2006) SOLÁRNÍ SKLO Solární sklo má maximální vliv na ztráty prostupem a odrazem. Kvalitní solární skla jsou bezbarvá, s prostupností záření více jak 92 %. Z důvodu bezpečnosti a pevnosti se vyrábějí jako kalená a používají se tloušťky 0,03-0,04 m. Pevnost skla je z bezpečnostních důvodů velmi důležitá hlavně kvůli větvím, sněhu a kroupám, které by mohly sklo rozbít. Sklo musí vydržet i relativně velký náraz tupým předmětem. Největším nebezpečím jsou ostré hrany předmětů a to zejména v místech největšího pnutí, takže v rozích. V průběhu destrukce kolektoru se toto sklo musí rozpadnout na malé tupé střípky. ( MURTINGER K. 2006) Absorbér kolektoru

Absorbér je výkonným prvkem kolektoru, slouží k přeměně dopadajícího slunečního záření na využitelné teplo, které převádí do trubkového registru, který je naplněn solární kapalinou. Přijímá jak sluneční záření přímé tak i difuzní. Více jak 90 % sluneční energie prochází solárním sklem a předává svoji energii absorbéru. Absorbér bývá vyroben z hliníku, nebo mědi, ve formě lamel, nebo velmi často jako celoplošný. Zásadní je spojení absorbéru a trubkového registru, musí být tepelně vodivě spojeno. Důležitá je povrchová vrstva absorbéru. U kvalitních kolektorů je potřena spektrálním selektivním povrchem, vytvořeným galvanickým pokovením absorbéru. Tato vrstva zabezpečuje příjem záření jak přímého tak difuzního. Tyto povrchy se zabarvují do zlatohnědé, přes černou po různé odstíny hnědé. Tento selektivní povrch nelze ničím nahradit a různé pokusy o náhražky, například natření na černo, snižují účinnost systému. ( MURTINGER K. 2006) Trubkový registr Trubkový registr je nedílnou součástí absorbéru, cirkuluje a ohřívá se v něm solární kapalina. Registr je typu H,U, nebo různých meandrů, bývá vyroben z měděných trubek.

17

Způsob spojení se řeší nalisováním, přitlačením pružnými spojkami, přivařením, popřípadě opláštěním absorbéru. ( MURTINGER K. 2006) Solární zásobník Solární zásobník je opakem kolektoru, zde je získaná tepelná energie odevzdána a ohřívá tak TUV V letním čase je výkon solárního systému dostatečný a TUV je dostatek. V přechodném období a v zimě je vhodné k dohřevu TUV použít topná tělesa. Na druhou stranu v létě je vhodné použít bivalentní či trivalentní zásobník a umístit do něj přebytečnou TUV. Výměník předává teplo TUV. Teplá voda stoupá ve stojatém zásobníku nahoru a jednotlivé zdroje ohřevu jsou připojeny odspodu nahoru, dle výše cen za jednotku ohřevu, přičemž nejvýš je nejdražší zdroj. Objem zásobníku je volen jako 2× nebo 4× násobek denní spotřeby teplé vody. Obvyklá spotřeba je 0,05 m3 na osobu. 0,2 m3 pro dvojčlennou rodinu a 0,3 m3 pro čtyřčlennou rodinu. Další alternativou výměníku je využívat příhřevu vody v akumulačních nádržích, velmi dobře zaizolovaných, většinou umístěných pod zemí. Přičemž výměník je do této nádrže vložen. ( MURTINGER K. 2006)

Solární hnací jednotka Solární hnací jednotka zajišťuje oběh teplonosné solární kapaliny systémem. U malých solárních systémů s kolektorovou plochou do 20 m2 je možno využívat vibrační čerpadla, což jsou čerpadla s velmi malým příkonem, dobrou spolehlivostí, a jejímž jediným mínusem je nemožnost regulace, regulují se pouze vypnutím a zapnutím. U větších systémů, popřípadě pokud chceme dosáhnout optimálních podmínek, se používají čerpadla vybavená frekvenčním měničem, který nám umožňuje plynule měnit rychlost vibrace, popřípadě otáček a tím plynule mění pohyb solární kapaliny. Optimální rychlost průtoku solární kapaliny kolektorem je asi 1-2 l/ minutu. Tlak solární kapaliny se nastavuje podle výšky budovy, tak aby na nejvyšším místě byl tlak 101 325 Pa. ( MURTINGER K. 2006)

Pojistný ventil Pojistný ventil nastavuje se na tlak 607 950 Pa. Objem solární kapaliny závisí na počtu kolektorů, délce rozvodů apod. Uvádí se 0,06-0,08 m3 na kolektor,0,1 m3 zásobník,0,03-0,05 m3 expanzní nádoba. ( MURTINGER K. 2006) 18

Solární kapalina Solární kapalina je nositelem tepelné energie, požadavkem je dobrá tepelná vodivost. Rychle se ohřeje v kolektoru a rychle předá teplo ve výměníku. Bod tuhnutí by měl být kolem -30 °C. Dalším požadavkem je ochrana systému proti korozi. Vyrábí se na bázi manopropilenglykolu a má modrou nebo zelenou barvu. Existují i solární systémy, kde můžeme jako solární kapalinu použít vodu, DRYBACK systémy, u kterých při vypnutí čerpadla voda odčerpá z kolektoru do spodní části a při zapnutí čerpadel se zase vyčerpá do systému. ( MURTINGER K. 2006)

Solární regulace Solární regulace je důležitým prvkem solárního systému, řídí automaticky chod celé soustavy, činnost je poměrně jednoduchá, pomocí teplotních čidel neustále vyhodnocuje rozdíl teplot v zásobníku a na výstupu kolektoru, a dle nastavené diference zabezpečuje spínaní, popř. mění otáčky oběhového čerpadla. U levnějších regulátorů bývají diference pevně nastaveny a uživatel nemá možnost do regulace dále vstupovat. U dražší je možno programovatelné řízení a zákazník si pomocí PC může nastavovat požadované hodnoty.( MURTINGER K. 2006)

6.2 Ohřev vody v bazénech Ohřívání vody v bazénech pomocí tohoto systému je ideální, protože voda se nám nejvíce ohřívá právě v měsících, kdy potřebujeme teplou vodu do bazénů nejvíce. Další výhodu je, že nepotřebujeme žádný zásobník, jako ten nám totiž slouží samotný bazén. V letních měsících nemrzne, a tak nemusíme používat nemrznoucí směsi. Součástí systému je filtrační zařízení a hnací jednotka. V praxi nám bude Obr.5 Schéma chladícího systému (zdroj: stačit, když si do již existující filtrační stanice http://www.twi.cz) umístíme kolektor, trojcestný ventil a regulaci, viz obr.5. Na obrázku vidíme jednoduché zapojení. [W8] Návratnost investic Návratnost investic do systému na ohřev teplé užitkové vody závisí ve velké míře na vhodném způsobu instalace Solární systém pokryje přibližně 70 % nákladů na ohřev a 19

průměrná domácnost s ním může ušetřit okolo 13 000 Kč ročně. V případě vhodně navrhnutého a zapojeného systému se investice vrátí za 5-7 let. [W9]

6.3 Využití solární energie pro vytápění Na vytápění je zapotřebí největší podíl energie v domě, tato hodnota se pohybuje mezi 4070%. Teplota vody na vytápění domu nemusí být příliš vysoká, což by celou situaci dost zjednodušilo. Ovšem v době, kdy bychom teplo na vytápění potřebovali nejvíce, tzn. v zimě, je jej nedostatek, naopak v létě, kdy je potřeba nízká, máme tepla nadbytek. ( MURTINGER K. 2006) 6.3.1 Pasivní systém Pasivní využívání sluneční energie je velice starý vynález a známe jej ze starého Řecka, kde byl populární takzvaný Sokratův dům. ( MURTINGER K. 2006) Okno, přímý zisk Okna jsou ty nejjednodušší solární systémy, které byly zatím objeveny. Sluneční záření prochází sklem a částečně proniká do místnosti, kde přechází na teplo a akumuluje se do stěn místnosti. Tímto, na první pohled nenápadným solárním systémem, šetříme 10-15 % ročních nákladů na vytápění. Tuto hodnotu nejvíce ovlivňují dva činitelé, a to součinitel celkové tepelné propustnosti a součinitel prostupu tepla. Snažíme se o to, aby propustnost slunečního záření byla co největší a prostup tepla co nejmenší. Bohužel je to v praxi tak, že pokud má sklo dobrou prostupnost slunečního záření, pak má velké ztráty a naopak. Proti těmto nežádoucím faktům se můžeme bránit pomocí rolet či žaluzií. Účinnost toho jednoduchého typu solárního systému se dá samozřejmě zvýšit, a to tím, že zvětšíme plochu okna, tím ovšem bude docházek k velkým teplotním ztrátám oproti klasickým stěnám, dalším problémem je přehřívání v letních měsících a na závěr bychom měli počítat i s tím, že čím větší bude naše okno, tím víc k nám bude vidět i slyšet. ( MURTINGER K. 2006)

20

Trombeho stěna Trombeho stěna je stále oblíbenější variantou pro šetrné přitápění domů, není to sice úplně zadarmo, ale její provoz je téměř bezúdržbový, viz obr 6. Sluneční záření proniká sklem na černou plochu zdi a ohřátý vzduch díky otvorům cirkuluje. Stěna ale pracuje i v noci, protože během dne se zdivo zahřálo a v noci dává teplo do domu, množství tohoto tepla závisí na celkovém zateplení domu. Je zřejmé, že v létě by docházelo k přehřívání domu, proto je horní Obr.6 Trombeho stěna (zdroj: http://hobby.idnes.cz) otvor zdi opatřen klapkou, která v létě zabraňuje proudění teplého vzduchu do domu. Aby Trombeho stěna správně pracovala, je nutné natřít masivní zeď na černo, protože černá barva nejvíce přitahuje světlo, tudíž nám zeď nejlépe ohřívá. Další vrstva je tvořena vzduchem, který vyplňuje prostor deseti centimetrů od stěny. Tento vzduch v praxi slouží jako tepelné médium. Krycí materiál bývá zpravidla dvojsklo, které má tu vlastnost, že propouští lépe světlo než teplo. Tyto čtyři vrstvy tedy tvoří Trombeho stěnu, je ale potřeba dodržet přesné instrukce vzdáleností a podobně, protože i drobné odchylky mají velký vliv na účinnost. Celou stěnu je třeba pořádně zaizolovat, aby nevznikaly mezery, kudy by mohlo teplo unikat. Dalším problémem jsou tepelné mosty, které mohou také výrazně snížit účinnost stěny. Jejich vzniku zabráníte dodržením vzdálenosti deseti centimetrů mezi zdí a krycím sklem.

Nejvhodnější je samozřejmě počítat s Trombeho stěnou již při stavbě domu, protože můžeme vše naplánovat tak, aby stěna fungovala co možná nejlépe. Slunce putuje od východu k západu přes jih a odpoledne svítí déle a intenzivněji, proto je ideální umístit ji na jihozápadní stranu domu. Zeď, na kterou chceme umístit Trombeho stěnu, musí být velmi masivní, nejlépe z betonu, cihel, kamene, nebo jiného materiálu, který dobře akumuluje teplo. Tato zeď by měla být široká minimálně dvacet centimetrů, ale optimální je něco okolo čtyřiceti centimetrů, protože v tomto prostoru se teplo akumuluje nejlépe. [W10]

21

Voštinová struktura Voštinové struktury stejně jako aerogel patří mezi transparentní izolace. Těmito izolacemi můžeme doplnit jižní stěny domů, kde nemáme okna. Princip voštinových struktur je založen na tom, že tato struktura propustí sluneční paprsky, ovšem nedovolí úniku tepla ven. V praxi jsou to tenké trubičky, které jsou orientovány kolmo ke slunečnímu záření a ke stěně. Směr voštin je zásadní pro správnou funkci struktury. Voštiny mají tu vlastnost, že propustí sluneční paprsky na černě natřený povrch stěny a zároveň jsou příliš úzké na to, aby propouštěly teplo ven.[W11]

Aerogel Aerogel je další prvek, který si můžeme nainstalovat na venkovní zeď a ušetřit tím prostředky na vytápění. Aerogel má velice nízkou tepelnou vodivost a vyrábí se ve formě lehkých desek (Obr.7), nebo jako granulovaný. Tento materiál má tu vlastnost, že dobře propouští sluneční záření a navíc má Obr 7 Aerogel (zdroj: http://www.ekobydleni.eu) vysokou tepelně izolační schopnost.[W12]

Zimní zahrada Zimní zahrada tvoří přechod mezi aktivním a pasivním solárním systémem. Jde vlastně o to, že si k jižní straně domu přistavíme skleník, viz obr.7. Tento skleník je vyhříván slunečním zářením, i když je Slunce pod mrakem, a toto teplo se nám ukládá do podlah a do vzduchové výplně skleníků. Je potřeba, aby měl skleník co nejlepší vzduchotechniku a to nejen proto, aby bylo vzniklé teplo odváděno do domu, ale i proto,

Obr8 Zimní zahrada (zdroj: http://www.okna-lexikon.cz)

aby v letních měsících nedocházelo k přehřívání. V našich podmínkách ovšem platí, že výhodnějším způsobem pasivního solárního zahřívání je okno. Důvodem je fakt, že jižní zeď, na kterou je přiváděno teplo, by měla být dobře tepelně vodivá, což by v našich klimatických podmínkách mohlo způsobit tepelné ztráty v zimních měsících. [W13]

22

6.3.2 Aktivní solární systém pro vytápění Aktivní solární systémy bývají sice finančně náročnější, ale na druhou stranu jsou spolehlivé a můžeme je využívat i na místech kde Slunce svítí pouze na střechu domu. ( MURTINGER K. 2006)

Vzduchové kolektory Vzduchové kolektory jsou dost podobné kapalinovým, ovšem jsou jednodušší, a k tomu aby pracovaly, jim stačí nižší teploty. Navíc je můžeme zabudovat přímo do stěn domu, či střech (Obr. 9). Používáme dva typy vzduchových kolektorů. Otevřený Absorbér

systém

je

zde

-

tvořen

zvlněným plechem, který je natřen na černo a je děrovaný. Otvory sem proudí vzduch, který je ohříván a pomocí ventilátorů hnán do větracího systémy budovy. Uzavřený systémy

systémjsou

již

tyto

Obr.9 vzduchový kolektor (zdroj: http://lelkes.home.sk)

složitější.

Kolektor je zakryt solárním sklem, které brání tepelným ztrátám a je zaizolován minerální vlnou. Součástí systému je kromě větrání i akumulátor tepla. Tento prvek může být tvořen například štěrkem, který je sice levný, ale nedosahuje kvalit vody. Pokud bychom chtěli srovnat poptávku po kapalinových a po vzduchových kolektorech, pak je zájem o vzduchové kolektory podstatně nižší. ( MURTINGER K. 2006)

Kapalinové kolektory Tyto systémy jsou velice podobné solárním systémům pro ohřev vody. Jsou založené i na podobných principech, existují ovšem zásadní rozdíly a to: Sklon kolektoru – zde je možné zvýšit solární zisky v zimním období tak, že zvýšíme sklon kolektoru z klasických 45° až na 60°.

23

Velikost kolektoru – důležitý rozdíl, kterým se liší systémy na ohřev vody a na vytápění, je ve velikosti kolektoru, protože na vytápění rodinného domku bychom potřebovali přibližně 18 až 24 m2 plochy, což představuje troj až čtyřnásobek plochy kolektoru na ohřev vody. Akumulace tepla – některé solární systémy na vytápění nepotřebují zásobníky a ohřáté médium je zde hnáno přímo do topných těles. Regulace – od regulace zde požadujeme, aby optimálně rozdělila teplo mezi vytápěcí systém a systém na ohřev vody. Pokud je teplota v kolektoru nižší než voda v zásobníku, dojde k sepnutí čerpadla. Pokud by teplota v kolektoru byla příliš nízká na ohřev vody, sepne se na ohřev topného systému. ( MURTINGER K. 2006)

24

7 FOTOVOLTAICKÉ SOLÁRNÍ ČLÁNKY

7.1 Legislativa V České republice se v problematice výroby energie z obnovitelných zdrojů uplatňují tyto zákony a vyhlášky: •

Zákon č. 180/2005 Sb., o podpoře využívání obnovitelných zdrojů

•

Novela zákona č. 1820/2005 Sb., o podpoře využívání obnovitelných zdrojů.

•

Cenové rozhodnutí ERÚ č. 7/2011 - stanoví podporu pro rok 2012

•

Zákon č. 458/2000 Sb., o podmínkách podnikání a o výkonu státní správy v energetických odvětvích a o změně některých zákonů (Energetický zákon)

•

Vyhláška č. 426/2005 Sb., o podrobnostech udělování licencí pro podnikání v energetických odvětvích

•

Vyhláška č. 363/2007 Sb., kterou se mění vyhláška č. 426/2005 Sb., o podrobnostech udělování licencí pro podnikání v energetických odvětvích

•

Vyhláška č. 475/2005 Sb., kterou se provádějí některá ustanovení zákona o podpoře využívání obnovitelných zdrojů

•

Vyhláška č. 364/2007 Sb., kterou se mění vyhláška č.475/2005 Sb., kterou se provádějí některá ustanovení zákona o podpoře využívání obnovitelných zdrojú

•

Vyhláška č. 51/2006 Sb., o podmínkách připojení k elektrizační soustavě [W15]

7.1.3 Zelený bonus a garantovaná výkupní cena Tyto dva prvky slouží státu k tomu, aby jimi odměnil výrobce elektřiny z obnovitelných zdrojů. Zelený bonus a garantovaná výkupní cena se udělují například za elektřinu vyrobenou z vodních elektráren, větrných elektráren, z biomasy, nebo právě za elektřinu z fotovoltaiky. Cenovou výši stanovuje Regulační úřad a nesprávné stanovení cen může způsobit nadřazenost určitého obnovitelného zdroje.

Garantovaná výkupní cena Garantovaná výkupní cena zajistí, že provozovatel regionální distribuční soustavy musí vykoupit veškerou energii, vyrobenou fotovoltaickou elektrárnou. Tento způsob podpory obnovitelných zdrojů má svoje výhody i nevýhody:

25

Výhody: •

Výkupní cena za elektřinu, vyrobenou v elektrárně, je vyšší

•

Je zde zaručen odběr elektřiny

Nevýhody: •

Za odebranou elektřinu se musí stále platit

Garantovaná výkupní cena je ideální pro větší objekty, které nejsou schopné využít větší množství vyrobené elektřiny a pracují převážně v zimních měsících nebo odkupují elektřinu levně.

Zelený bonus Zelený bonus je forma podpory, kterou lze získat, pokud je část elektřiny, vyrobené z obnovitelných zdrojů, spotřebována výrobcem. Za tuto spotřebovanou elektřinu se neplatí a navíc i za ni získáváte zelený bonus. Výhody: •

Za elektřinu vyrobenou z elektrárny se nic neplatí

•

Elektrárna se připojí ke stávajícímu rozvodu, nemusí se tudíž zařizovat nová přípojka

•

Tato varianta je nakonec výhodnější, i když je výkupní cena nižší, po přičtení hodnoty, která se platí, za odebranou elektřinu ze sítě se dostáváme na hodnotu vyšší než je garantovaná výkupní cena

Nevýhody: •

Velkou nevýhodou je to, že si výrobce odběratele musí najít sám, takže i když se může zdát, že jde o mnohem výhodnější variantu, výsledek může být takový, že o elektřinu nebude zájem

Obecně by se dalo říct, že zelený bonus je výhodnější tam, kde lze alespoň část vyrobené elektřiny spotřebovat . Čím více elektřiny se spotřebuje, tím je zelený bonus výhodnější. [W16]

26

7.2 Stručná historie vývoje fotovolatiky ve světě Samotný pojem fotovoltaika se skládá ze dvou slov. První z nich je odvozeno od řeckého slova Phos ( světlo) a druhé Volt od italského fyzika Alessandra Volty. - Fotovoltaický jev objevil v roce 1839 Alexandr Edmond Becquerel a to úplnou náhodou. Tento teprve devatenáctiletý fyzik pozoroval kovové elektrody ponořené do elektrolytu a náhodou si všiml, že při osvícení elektrod vzniká malý proud. - V roce 1873 Elektroinženýr Willoughby Smith studoval zařízení pro podmořské kabely. Používal při tom tyčinky vyrobené ze selenu, také on si všiml, že na jejich vodivost má vliv intenzita pronikajícího slunečního záření. - Rok 1879 byl pro fotovoltaiku zlomový. William Gryll Adams, profesor na King's College v Londýně, a jeho student Richard Evans Day si povšimli, že přechod, který byl tvořený platinou a selenem, při osvětlení slunečním zářením produkuje elektrický proud. - Roku 1905 se fotovoltaikou začal zabývat i Albert Einstein. Tento fyzik jako první popsal fotovoltaický jev. Za tento objev, ne za teorii relativity, dostal Nobelovou cenu, přestože měla jeho práce pouze sedmnáct stran. - Od roku 1918 měla fotovoltaika již naprosto otevřené dveře k vývoji, protože polský vědec Jan Czochralski vyvinul metodu, jak lze vyrábět monokrystalický křemík, což je výchozím materiálem pro výrobu fotovoltaických článků. I když již existoval způsob jak získat monokrystalický křemík, k zásadnímu skoku došlo až v roce 1954 v Bellových laboratořích, kde se studovala kosmonautika. Články zde vyrobené měly účinnost pouze 6 % a doprovázely sondu Vanguard I. [W17]

7.3 Vývoj fotovoltaiky v ČR Pokud bychom se chtěli podívat na začátek vývoje fotovoltaiky v ČR, pak nemusíme chodit příliš do historie, protože většina prvních zařízení využívajících energii Slunce slouží dodnes. Počátky využití solární energie se nejčastěji počítají od světové ropné krize roku 1973. Od tohoto roku byly patrny snahy obyvatel, zbavit se alespoň částečně závislosti na ropě, byly budovány první provizorní solární systémy. V sedmdesátých letech dvacátého století se začaly vyvíjet první systémy na výrobu TUV. Tyto systémy byly založeny na použití absorbéru z textilie a různých gumových hadiček. Místo solárního skla se na prvopočátku používala folie, ta se ale vlivem tepla opotřebovávala, později byla tedy doplněna o konstrukci z drátu, který zajišťoval stálý tvar a delší životnost. Tomuto krytí se říkalo Flexipane. 27

Některé historické kolektory mají dřevěné rámy, nebo se celé kolektory vyráběly ze skla. V této variantě byl vynechán trubkový registr, místo něj bylo dno i boky natřeny na černo a voda, která se ohřívala, protékala celou plochou kolektoru. Negativním prvkem, který trápil nadšence své doby, byl fakt, že neexistovala nemrznoucí kapalina, takže každý majitel solárního kolektoru musel sledovat počasí a hlídat, aby mu kolektor nezamrznul a neprasknul. Následovalo období měření, kdy uživatelé zjistili, že voda se ohřeje o desítky stupňů, nikoli o stovky, jak se někteří z nich domnívali. Tento důkaz způsobil velkou revoluci v technickém zařízení solárních systémů. Uživatelé se snažili co nejlépe využít a udržet každý získaný °C. Ve velkém se začala studovat orientace kolektorů, úhel dopadajícího záření a podobně. V této době také vznikly první počítače, které usnadňovaly práci se solárními systémy, například EC 1010. Od roku 1977 můžeme začít počítat skutečný počátek využívání solárních systémů v ČR. První velký závod na výrobu kolektorů byl u nás v Kroměříži. Tento závod produkoval kolektory, které byly orámované mědí a měly měděný lyrový registr. Během několika let začal zájem o tyto kolektory narůstat i v ostatních městech, byla známa takzvaná osa Liberec, Kroměříž, Bratislava. Od roku 1985 můžeme mluvit o větší podpoře i ze strany státu a jiných orgánů. Československá vědeckotechnická společnost začala pořádat semináře na téma solární energetika a podobně, dále probíhaly veletrhy a akce typu Země živitelka. [W18]

7.4 Základní typy fotovoltaických článků Fotovoltaické články existují již padesát let a během té doby se vyvinula celá řada druhů a variant. Články můžeme rozdělit do čtyř generací. [W19]

7.4.1 První generace Fotovoltaické články první generace jsou vyráběny z monokrystalického křemíku, v němž je vytvořen P-N přechod. Tento druh článků má sice dobrou účinnost a stabilní výkon, což z něj dělá stále ještě nejužívanější typ, ale na druhou stranu je náročný na výrobu a potřebuje velké množství čistého křemíku, a to jeho cenu udržuje ve vyšších polohách. [W19]

28

7.4.2 Druhá generace Druhá generace fotovoltaických článků se vyznačuje především snahou zlevnit výrobu článků. Z těchto důvodů se používají tenkovrstvé články, mohou být polykrystalické, mikrokrystalické, nebo amfoterní. Tyto články mají sice menší účinnost, ale jsou pružné a ohebné. Pracuje se na vytvoření článku, který může být součástí oděvu či batohu. [W19]

7.4.3 Třetí generace Třetí generace článků je charakterizována tím, že zde není použit p-n přechod a používají se jiné materiály než polovodiče. Příkladem takového článku jsou například fotogalvanické, polymerní, nebo monostruktury ve formě nanotrubiček. Největší potenciál zde mají polymerní články. [W19]

7.4.5 Čtvrtá generace Tyto články jsou složeny z různých vrstev, z nichž každá využívá světlo o určité vlnové délce, pokud vlnová délka neodpovídá, tak jej propustí na další vrstvu. Tyto články zatím nejsou příliš úspěšné v praxi. [W19]

7.5 Účinnost článku Prvním materiálem použitým pro fotovoltaické články byl selen. Tento prvek se na výrobu elektřiny příliš nehodil, protože měl účinnost jen 1 %. S používáním křemíku vzrostla účinnost na 6 %. Pro tyto články byla vyvinuta teoretická maximální účinnost, které se říká Shockleyův-Queisserův limit, který odpovídá účinnosti 33 %. V laboratořích bylo zatím dosaženo účinnosti 24,7 %. V praxi je ovšem účinnost nižší, což je způsobeno především odrazem světla. Účinnost monokrystalických článků je 15 %, polykrystalických 13 % a amfoterních 6 %. (MURTINGER K. 2008)

7.6 Fotovoltaický jev Jak již bylo řečeno, fotovoltaický jev byl náhodou objeven již v roce 1839. V podstatě jde o to, že pokud osvětlíme rozhraní dvou materiálů, vzniká nám elektrické napětí. [W20]

29

7.7 Přímé a difúzní záření Co

se

týče

slunečního

záření, mohou fotovoltaické články pohlcovat dva druhy, a to záření difúzní a přímé, viz. obr.10. Přímé záření dopadá na povrch v době, kdy je jasno a nezmění při tom svůj směr. Oproti tomu záření difúzní prochází skrz mraky a dopadá na kolektor ze všech stran. I když je

Obr.10 Přímé a difůzní záření (zdroj: http://www.isofenenergy.cz)

přímě záření podstatně vyšší, i difúzní záření se na účinnosti podílí velkou měrou, a to především v zimních měsících. Tenkovrstvé panely, které jsou vyrobené z amorfního křemíku, se díky difúznímu záření stávají účinnější než panely monokrystalické a polykrystalické.[W21]

7.8 Přechod P-N U polovodičů tvoří elektrony z obalů se svými sousedy pevné vazby. Pokud chceme získat nějakou energii, musíme tyto vazby rozštěpit. K tomu nám slouží protony, ty však musejí mít větší energii než je energie vazebná mezi atomy. Pokud má foton dostatečnou energii, tak se začne v krystalu

Obr 11 přechod PN (zdroj:http://www.isofenenergy.cz)

pohybovat. Elektron uvolnil svoje místo a vzniká neobsazený stav, tedy díra, do které mohou přeskočit elektrony z okolí. Tímto způsobem nám tedy vzniká kladný náboj, elektron-díra. Pokud nastavíme určitou nehomogenitu látky, což může být právě p-n přechod, dojde k tomu, že se páry elektron- díra rozdělí, takže elektrony jsou urychleny do oblasti N a díry do oblasti P. v tomto případě máme tedy polovodič typu N nabitý záporně a polovodič typu P naopak kladně (Obr. 11). Při osvětlení nám tedy vzniká Fotovoltaické napětí. [W22]

30

7.9 Součásti fotovoltaické elektrárny Jeden solární článek je při maximálním výkonu schopen produkovat napětí až 0,5 V a proud o třech

ampérech.

Výkon

samozřejmě

roste

s kolektorovou

plochou.

Větší

počet

fotovoltaických článků, ke kterým patří ještě další technická zařízení, jako například střídač a podobně, říkáme fotovoltaická elektrárna. [W23]

Střídače Kolektory nám vyrábí stejnosměrný proud, ten ale nemůžeme dodávat do sítě, a proto jsou fotovoltaické elektrárny opatřeny střídačem, který nám mění stejnosměrný proud na proud střídavý 230 V nebo 400 V a kmitočet 50 Hz. Střídač neslouží pouze na přeměnu proudu, ale je to zároveň řídicí jednotka, která podává informace o stavu elektrárny. Střídač také reguluje napájení a v případě zkratu celou elektrárnu odpojí. [W23]

Elektroměry Ve fotovoltaické elektrárně bývají zpravidla dva elektroměry, první z nich ukazuje, kolik elektřiny elektrárna spotřebovala, a druhý kolik elektřiny bylo přivedeno do sítě. [W23]

7.10 Výhody výroby elektřiny ze Slunce •

Při výrobě elektřiny nám nevznikají žádné emise

•

Zařízení neprodukuje žádný hluk

•

Životnost až 30 let

•

Nepotřebujeme žádné palivo

•

Nepoškozujeme životní prostředí [W23]

7.11 Křemíkové články Jak již bylo řečeno, křemíkové články jsou stále ještě poměrně drahé, ovšem jejich vysoká účinnost a spolehlivost způsobila to, že na trhu převládají z 95 %. Tyto články mohou být monokrystalické, polykrystalické, nebo amorfní.

31

(MURTINGER K. 2008)

7.11.1 Křemíkové monokrystalické články Tento typ fotovoltaických článků je základní a nejstarší. Používají se krystaly o rozměrech 0,1 m a vyrábějí se z ingotu. Ingot

se

vyrábí

tavením

polykrystalického

křemíku. Tento výrobek je po té rozřezán speciální drátovou pilou na tenké plátky, viz obr. 12. Plátky se po té zarovnají, vyleští a na povrchu odleptají, což odstraní nerovnosti a nečistoty. Na povrch křemíku se nanese vrstva fosforu typu n a tímto způsobem je vytvořen P-N přechod. (MURTINGER K. 2008)

Obr.12 výroba článku (zdroj: http://materialovaveda.blogspot.com)

7.11.2 Křemíkové polykrystalické články Tyto články jsou dnes nejpoužívanější. Vyrábějí se odléváním čistého křemíku do forem a po té jsou řezány na tenké plátky. Tyto články mají sice o něco menší účinnost než monokrystalické články, ale výchozí materiál pro výrobu je levnější, a méně se jej spotřebuje. Nespornou výhodou těchto článků je i jejich vzhled, připomínají totiž leštěný kámen a to je dnes populární u architektů. (MURTINGER K. 2008)

7.11.3 Křemíkové amorfní články Největší výhodou těchto článků je jejich nízká cena, protože spotřebují podstatně méně materiálu. Účinnost křemíkových amorfních článků se pohybuje okolo 9 %. Takto upravený materiál se sice na výrobu fotovoltaických článků používá jen krátkou dobu, přesto ovšem nejde o závratný vynález, protože s něčím takovým se setkáváme například u kalkulaček. (MURTINGER K. 2008)

7.12 Ostrovní systém K této variantě fotovoltaické elektrárny se přistupuje v případě, kdy se nejsme schopni napojit na elektrickou přípojku, viz obr. 13. Zpravidla jde o chaty, sruby, houseboaty, karavany, nebo třeba jachty. Jak již bylo řečeno, solární kolektory produkují stejnosměrný proud, který si 32

můžeme pomocí střídače přeměnit na proud střídavý. Střídač je ale poměrně drahá záležit záležitost. Pokud se jedná o menší elektrárnu, tak je výhodné používat spotřebiče, které využívají stejnosměrný proud. Spotřebičem na stejnosměrný proud může být televize, čerpadlo, rádio a podobně. Další zásadní otázkou je energetická náročnost spotřebičů,

je

výhodné hodné

používat

zařízení

Obr13 Ostrovní systém zapojení (zdroj: http://lunek.cz)

s možností vtoku teplé vody, úsporné žárovky a podobně. [W24]

7.13 Síťový systém Tento systém se buduje především pro zisk. Je připojen na elektrickou přípojku a může pracovat ve dvou režimech,, viz obr. 14 14. První z nich slouží k tomu, abychom veškerou vyrobenou elektřinu pomocí střídače přetransformovali a dodávali do sítě. Druhý režim umožňuje, abychom energii využívali sami, a jen přebytky dodávali do sítě. V případě tohoto systému můžeme čerpat zelený bonus v souladu

se

současnou Obr14 Síťový systém (zdroj: http://www.solarenvi.cz)

legislativou.[W25]

8 Recyklace fotovoltaických panelů 8.1 Životnost panelů Životnost současných fotovoltaických panelů se pohybuje okolo 30 let. Obecně by se dalo říci, že panel ztrácí svojii životnost až tehdy, když jeho účinnost poklesne o 20 %. Většina výrobců garantuje, že k takovému poklesu nedojde za méně než 25 let. Po 25 letech totiž panel ztrácí jen 6-88 % účinnosti. [W26]

33

8.2 Důvody vyřazení Před prodejem jsou fotovoltaické panely řádně testovány, jsou například ostřelovány kroupami a podobně. Přesto se ovšem během prvních let používání mohou ukázat výrobní chyby, pravděpodobnost, že k tomuto dojde, se pohybuje daleko za 1 %. V minulých letech způsobilo poruchy fotovoltaických panelů především to, že s nimi bylo nesprávně manipulováno, nebo se poškodily během převozu na místo užívání. [W26]

8.3 Pv Cycle PV Cycle je dobrovolný celoevropský program, ve kterém se výrobci fotovoltaických systémů staví zodpovědně ke svým výrobkům, během celého životního cyklu. Součástí tohoto programu jsou i místa, kam se mohou panely s konečnou životností umístit. Na těchto sběrných místech jsou dva kontejnery. Jeden z nich slouží k odkládání krystalických křemíkových panelů a druhý je na panely tenkovrstvé. Důvodem odděleného sběru je fakt, že se tyto dva druhy panelů recyklují jinou technologií. Na následující mapě můžeme vidět, že v okolních státech je PV Cycle běžnou záležitostí (Obr. 15). U nás máme zatím jen jedno sběrné místo a to v Českých Budějovicích. [W26]

Obr15 Sběrná místa (zdroj: http://oze.tzb-info.cz)

34

8.4Materiálové složení Na složení panelů se nejvíce podílí sklo a také hliník, viz. obr. 16. Oba tyto materiály lze téměř 100% recyklovat, další suroviny, které jsou obsaženy v malých množstvích, jsou vzácné a je výhodné je recyklovat. Tímto faktem je vyvrácen mýtus o tom, že fotovoltaické panely jsou nebezpečné a těžkozpracovatelné z hlediska odpadů. Sklo – sklo je základní součástí každého kolektoru, sice existují případy kdy je nahrazeno plastem, ale to jsou spíše výjimky. Sklo můžeme velice snadno recyklovat a tím snížíme energetickou spotřebu o 40 %. Hliník – prvotní výroba hliníku je sice dost náročná a spotřebuje 8 % nákladů na výrobu panelu, ovšem je dobře recyklovatelný a z kolektoru dostaneme původní množství. Plast – i v těchto systémech se vyskytují plastové součástky. Tyto vlivem klimatu a měnící se teploty většinou degradují a recyklovat se téměř nedají. Získaný plast se používá k energetickým účelům. Fotovoltaické články – hmotnostně fotovoltaické články se pohybují v jednotkovém množství, ovšem na celkové ceně kolektoru se podepisují z 80 %. Se zpracováním fotovoltaických článků jsme spíše na začátku, ovšem dobrou zprávou je, že získávání polovodičů z fotovoltaických panelů je výhodnější než z prvotních surovin. Těžké kovy – těžké kovy

sice

představují

zanedbatelné

procento

z celkové hmotnosti panelu, ovšem jsou nebezpečné pro životní prostředí, a proto je potřeba

jejich

účinné

odstranění. Tento problém bude

zřejmě

odstraněn,

v budoucnu

protože

Obr.16 Materiálové složení (zdroj: http://www.czrea.org)

tyto

materiály v přírodě dochází a tak budou pravděpodobně nahrazeny jinými, levnějšími. [W26]

35

8.5 Metody recyklace 8.5.1 Termická Tato metoda je nerozšířenější a lze ji využít pro všechny druhy křemíkových panelů. Prvním krokem metody je zavezení celých panelů do speciálních pecí, ve kterých teploty dosahují až 500 °C. Při takto vysoké teplotě se plastové části odpaří a v další části systému se spalují. Separace dalších složek se již provádí ručně. Tato metoda je zatím neúčinnější a můžeme z ní vytěžit až 85 % surovin, což výrobu nového panelu zlevní o 70 %. [W26]

8.6.1 Mechanicko-biologická Tato metoda se používá spíše pro tenkovrstvé panely, protože u těchto není možný jiný postup. První operací je odstranění hliníkového rámu, po té následuje drcení a třídění na různé frakce. Součástí metody je i získávání stříbra a jiných vzácných kovů chemicky. Pro metodu je typické, že potřebujeme méně ruční práce než u metody termické, ovšem suroviny, které vytěžíme, jsou ve formě granulátu. [W26]

9 VYUŽITÍ SOLÁRNÍ ENERGIE NA CHLAZENÍ Výraznou spotřebu energie v dnešní době představuje klimatizace a chlazení budov. Toto je problémem především ve vyspělých zemích, kde se životní úroveň neustále zvyšuje. Tato položka představuje nadstandard, proto bychom se měli snažit pokrýt spotřebu energií získanou z obnovitelných zdrojů. Jedním ze způsobů je využít sluneční energii. [W27]

Výhody •

Chlazení budov potřebujeme zejména v letních měsících kdy je sluneční energie

dostatek •

Tímto způsobem se vyhneme stavu Black out

•

V době zvyšujících se cen elektřiny jde o výhodnou metodu

•

Systém můžeme zkombinovat s kolektory pro výrobu teplé užitkové vody

36

9.1 Solární absorpční chlazení v uzavřeném cyklu Tento systém využívá kolektory na výrobu tepla, viz obr. 17. Získaná tepelná energie způsobí vypaření chladiva v desorbéru. Následující prvek soustavy je kondenzátor, ve kterém se nám páry chladiva srážejí. Dále dochází k expanzi a z chladicí kapaliny se opět stává pára. Tento poslední krok se děje ve výparníku, zde také dochází k předání energie kapalině určené ke chlazení. Páry se navrací do absorbéru, kde jsou znovu zkondenzovány a Obr17 Solární absorpční chlazení (zdroj: http://oei.fme.vutbr.cz) postupují do výměníku. [W27]

9.2 Solární desikační chlazení Tato technologie se používá především pro větší budovy a jako chladivo využívá vodu. Desikant bývá často například silikagel, který slouží k výměně tepla v proudu vzduchu. Před tím, než se čerstvý vzduch dostane do klimatizované místností, musí přejít přes zařízení pro odvlhčení, ohřívání zvlhčení a zchlazení. Solární výměník nám slouží právě k odvlhčení vzduchu. [W27]

37

10 HISTORIE VYUŽÍVÁNÍ SOLÁRNÍ ENERGIE

10.1 Nejstarší využití Již ve starověku si lidé všimli, že Slunce je mocným zdrojem tepla. Postupně přicházeli na nejrůznější způsoby jak tuto energii získanou ze Slunce využívat. Následující způsoby patří k těm nejstarším: 7. století před naším letopočtem Lidé začali používat zvětšovací sklo k zapálení ohně. 4. století před naším letopočtem V této době došlo k velkému převratu, ve vzdělaném světě se proslavuje starořečký učenec Sokrates. Tento všestranně nadaný muž, kromě jiných důležitých vynálezů, představuje i první dům, který využívá solární energii k vytápění. V dnešní době tyto domy označujeme jako Sokratovy.[W28]

10.2 Princip Sokratova domu Sokratovy domy mají tvar lichoběžníku a to v půdorysu a v řezu, tento tvar se nám může zdát velice neobvyklý, ovšem v Řecku šlo o typický takzvaný megaron s předsíní. Předsíň

je

důležitým prvkem, který

tvoří

meziprostor, oddělující vnitřní a vnější část domu, viz

Obr.18 Schéma Sokratova domu (zdroj: http://www.lidovky.cz)

obr.18.

Sokrates vycházel ze znalosti geometrie slunečních paprsků. Snažil se dům postavit tak, aby v létě do domu svítilo co nejméně, a v zimě pak naopak do domu pronikalo co nejvíce slunečních paprsků.[W29]

38

Jižní průčelí domu je u Sokratových staveb výše z důvodu, aby se využívaly zimní sluneční paprsky, severní průčelí je pak naopak níž, aby byl dům chráněn před silnými větry v zimě. Sokrates v domě zavedl i dvě tepelné nárazové zony, a to předsíň a sklad. Úhel střechy způsobí to, že se v zimním období do domu dostane co nejvíce slunečních parsků a ty prochází do co největší hloubky. Naopak v létě se dá část nad předsíní zatáhnout pomocí rolety a tím se zabrání přehřívání. Na obrázku 19 vidíme, že Sokrates respektoval princip využívání slunečních paprsků a jeho dům lze použít i v dnešní době, samozřejmě doplněný o další prvky pasivního domu. [W29]

Obr.19 dnešní podoba Sokratovadomu (zdroj: http://bydleni.tiscali.cz)

39

11 FOTOVOLTAIKA U NÁS A VE SVĚTĚ

11.1 Fotovoltaika v ČR

Rok 2004 V této době se začal chystat zákon o podpoře energie z obnovitelných zdrojů. Nejprve spolupracovalo Ministerstvo průmyslu a obchodu, později se připojilo i Ministerstvo životního prostředí. V tomto prvotním návrhu bylo stanoveno, že maximální meziroční pokles výkupních cen za energii z obnovitelných zdrojů, nesmí překročit 10 %. Hlavním tématem byly zatím větrné elektrárny. [W30]

Rok 2005 V roce 2005 dochází ke schválení zákona č. 180/2005 Sb. o podpoře výroby elektřiny z obnovitelných zdrojů energie. V zákoně bylo již stanoveno, že maximální pokles výkupních cen energie z obnovitelných zdrojů nesmí klesnout přes 5 %. [W30]

Rok 2006 Roku 2006 byla Regulačním úřadem stanovena výkupní cena za energii z fotovoltaiky na 13,20 Kč za kWh. Regulační úřad nechal vstoupit v platnost stejné finanční podmínky pro všechny elektrárny, bez ohledu na to, kde jsou umístěny a jaký mají výkon. Dobu výkupu elektřiny stanovil Regulační úřad na 15 let. [W30]

Rok 2007 V roce 2007 již v ČR stály první čtyři fotovoltaické elektrárny, které měly výkon větší než 0,5MW. Na konci roku byl zveřejněn celkový výkon elektráren, který tvořil 3,4 MW. V tomto roce bylo i naplánováno, že by v roce 2010 měl být instalovaný výkon 10 MW. [W30]

Rok 2008 V roce 2008 začalo být zřejmé, že fotovoltaika je na vzestupu a že si lidé všímají možných finančních zisků. Ve světě docházelo k novelizování zákonů a byly upraveny i výše výkupních cen. V České Republice, ale nedošlo k žádným zásadním změnám, pouze byly elektrárny rozděleny do dvou skupin a to podle výkonu na elektrárny do 30 kW a nad 30 kW.

40

Rozdíl mezi těmito skupinami byl ovšem jen 1 %. Na konci roku byl instalovaný výkon 65 MW což byl mnohonásobek předpokládané hodnoty. [W30]

Rok 2009 Na počátku tohoto roku dochází k prudkému snížení cen za fotovoltaické panely. Důvodů pro tento skok ceny je hned několik: •

Omezení trhu ve Španělsku

•

Cenový tlak čínských výrobců

•

Hlavní důvod byl nejspíš nárůst výroby fotovoltaických panelů

Na konci roku 2009 se výkon fotovoltaických elektráren dostal na naprosto neočekávaných 463MW. [W30]

Rok 2010 Na začátku roku 2010, přesněji od 14. února 2010, na základě žádostí ČEPS dochází k pozastavení kladných stanovisek k žádostem o připojení fotovoltaické elektrárny. Tento krok v podstatě rozhodl o konci malých elektráren na střechách rodinných domů. V tomto roce zanikla i spousta výrobců malých elektráren na střechy domů. Na druhou stranu velké elektrárny, které se staví na zemědělskou půdu, to nezastavilo, naopak jejich rozvoj a nárůst stále pokračoval. Dochází i k propagandě, která se snaží pošpinit fotovoltaické elektrárny. Příkladem je třeba osvětlování fotovoltaického článku a podobně. V tomto roce byl přesto nárůst fotovoltaiky v ČR 600 %. V tomto roce se rozhodlo i o zdanění elektráren. [W30]

Rok 2011 Roku 2011 byl zrušen stop stav pro fotovoltaické elektrárny a schválen nový zákon na podporu obnovitelných zdrojů. Zákon měl upravovat svého předchůdce z roku 2005 a měl zabránit nekontrolovatelnému růstu fotovoltaických elektráren. V roce 2011 došlo k pěti základním změnám a to: •

Snížení výkupních cen za elektřinu Obr.20 podíl různých zdrojů na instalovaném výkonu v ČR,v roce 2012 (zdroj: http://3pol.cz) získanou z fotovoltaiky

•

Došlo k rozlišení cen za energii od malých a velkých elektráren

•

Přestaly se udělovat dotace na elektrárny, které měly vyrůst na polích a loukách

•

Srážková daň pro fotovoltaiku činí 26 %

•

Za vynětí půdy z půdního fondu se plátí víc [W31] 41

Rok 2012

Podle předešlé tabulky je zřejmě, že výkupní cena elektřiny z fotovoltaických elektráren v letošním roce klesne o přibližně 20 %. Stop-stav stále pokračuje, distribuční společnosti ale tvrdí, že budou malé fotovoltaické elektrárny posuzovat individuálně. [W32]

11.2 Fotovoltaika ve světě

11.2.1 Fotovoltaika v Německu V současnosti je Německo největším producentem fotovoltaiky na světě. Jeho výkon je dvojnásobkem výkonu ostatních zemí dohromady. Více než 800 000 domácností v Německu má na střechách svoji solární elektrárnu, bohužel i v této zemi došlo k obrovskému nárůstu fotovoltaických parků, které zvyšují ceny elektřiny konečným odběratelům. Z tohoto důvodu se v letošním roce stáhly dotace za elektřinu z fotovoltaiky až o 30 %. Největší snížení pocítí právě fotovoltaické parky, kde dojde ke zkrácení dotací o celých 30 %. Domácnosti s fotovoltaickými elektrárnami na střechách domů pak dostanou o 20% méně dotací, než před omezením. V loňském roce v Německu přesáhl instalovaný výkon 20 000 MW. [W33]

11.2.2 Fotovoltaika v USA V Americe v posledních letech došlo k obrovskému nárůstu fotovoltaických elektráren. Loňský výkon těchto elektráren činil 1 855 MW. Tato hodnota posouvá USA na čtvrté místo ve stupnici největších producentů fotovoltaické energie. I v USA spousta větších firem zkrachovala v důsledku levnějších panelů z Číny, a tak americká vláda v letošním roce uvalila na panely z Číny větší daně. Důkazem zvýšeného zájmu o fotovoltaiku je i to, že loni počet elektráren na nebytových domech stoupl o 28 %. [W34]

11.2.3 Fotovoltaika v Číně Čínský trh je jedním z nejrychleji rostoucích a dokáže se přizpůsobit. Není divu, že během několika let se čínský vývoz fotovoltaických panelů dostal na první místo v žebříčku vývozců. 42

Panely jsou mnohdy levnější než panely vyrobené v jiných zemích, proto také spousta firem na výrobu panelů krachuje vlivem čínské konkurence. V Číně existují kvalitně vyrobené články, ale jsou zde i méně kvalitní kusy, na které odběratel mnohdy doplácí. Na konci roku 2011 činil výkon fotovoltaických panelů v Číně 1 400 MW, do roku 2020 by Čína chtěla fotovoltaikou dosáhnout instalovaného výkonu 50 GW. [W35]

11.2.4 Fotovltaika v zemích třetího světa Jak již bylo řečeno, fotovoltaika může být použita i tam, kde chybí elektrická přípojka. Takovýmto místem je například Afrika, protože zde je bez elektrické energie 80 % domácností (nepočítáme Jihoafrickou republiku a Egypt). Na venkově se toto číslo pohybuje až okolo 98 %. Bohužel je v těchto chudých zemích málo téměř všeho, jediné čeho je zde nadbytek, je sluneční záření. Instalace fotovoltaických panelů by africkým zemím jistě prospěla, protože se zde stmívá již kolem šesté hodiny a to znesnadňuje studentům učení a podobně. Fotovoltaické panely jsou samozřejmě pro běžné rodiny finančně nedostupné, takže se vyskytují jen na školách a podobných zařízeních, kde jsou instalovány díky neziskovým organizacím.[W36]

12 ZÁVĚR První názor, na který jsem často narazila, byl, že fosilní paliva zde díky svým špatným vlivům na životní prostředí vydrží déle než lidstvo samo. Tímto si nejspíš nemůžeme být jistí, ovšem je fakt, že některé dopady našeho chovaní zde zůstanou stovky, někdy i tisíce let. Spousta vědců se domnívá, že Gronsko je již dnes odsouzeno k zániku. K této teorii již důkazy jsou.[W37] Všechny vyspělé země se v minulosti alespoň z části snažily podporovat obnovitelné zdroje, mně se zdá, že to byly spíše odpustky za to, jak nešetrným způsobem drancujeme zdroje neobnovitelné. Solární energii se neustále vyčítá, že prodražuje energii konečným spotřebitelům, ovšem tohle je způsobenou špatnou organizací dotací a bonusů. Další věcí, která je často připomínána je to, že zejména u nás narůstá počet solárních parků na zemědělské půdě, ale i tohle je důsledek špatně položených dotací, které byly dlouhou dobu stejné pro malé i velké solární elektrárny. Energie ze Slunce je dostupná téměř všude na zemi, proto bychom měli odvést pozornost od

43

hledání chyb a zaměřit se spíše na to, jak výrobu panelů zlevnit a instalovat je tam, kde nepřekážejí zemědělství a podobně. Takovými místy jsou například pouště. Solární panely se dají instalovat různě, mohou nahradit střešní krytinu, nebo být součástí fasády. V současnosti je podle mě pro rodiny nejvýhodnější nainstalovat systém na ohřev teplé užitkové vody, protože investice zde nejsou zdaleka tak vysoké jako u fotovoltaických panelů, a přesto jde zde poměrně dobrá účinnost a návratnost investic.

V České republice má solární energie dobrou perspektivu, o tom svědčí i prvotní snahy nadšenců o výrobu solárních systémů.

44

SEZNAM ZDROJŮ SEZNAM LITERATURY [1] BROŽ. K., ŠOUREK B. Alternativní zdroje energie, Praha: ČVUT 2003. 213s. IBN 8001-02802-X [2] MURTINGER, K.; BERANOVSKÝ, J.; TOMEŠ, M. Fotovoltaika: elektřina ze slunce. 2. vyd. Brno : ERA, 2008. 81s. ISBN 978-80-7366-133[3] MURTINGER, K, TRUXA J. Solární energie pro váš dům. 2 Vyd. Brno: ERA, 2006. 92s. ISBN 80-7366-076-8 INTERNETOVÉ ZDROJE [W1] Energie vody- http://www.energetickyporadce.cz 11/2011 [W2] Geotermální energie- http://zdrojeenergie.blogspot.com 11/2011 [W3] Biomasa - http://www.spvez.cz 11/2011 [W4] Větrná energie - http://www.spvez.cz 11/2011 [W5 Tepelná čerpadla - http://www.alternativni-zdroje.cz 12/2011 [W6] Energie přílivu a příboje - http://www.alternativni-zdroje.cz/ 12/2011 [W7] Výhody a nevýhody solární energie - http://www.solarni-energie.info/vyhody.php 12/2011 [W8] Solární ohřev vody v bazénu- http://www.solarniohrevbazenu.cz/ 2/2012 [W9] Solární ohřev - http://www.svp-solar.cz/ 2/2012 [W10] Trombeho stěna - http://www.envic-sdruzeni.cz 2/2012 [W11] Alternativní tepelné izolace - http://www.nazeleno.cz 3/2012 [W12] Aerogel - http://www.ekobydleni.eu/domy 3/2012 [W13] Užitečné informace - http://www.zimnizahrady.biz 8/2011 [W14] Státní podpora - http://www.zeleny-bonus.eu 8/2011 [W15] Legislativa pro fotovoltaiku - http://www.sunpi.cz 2/2012 [W16] Zelený bonus a garantovaná výkupní cena - http://www.ceska-solarni.cz 8/2011 [W17] Z historie fotovoltaiky - http://www.czechsolar.cz 8/2011 [W18] Solární historie ČR -http://www.tzb-info.cz 2/2012 45

[W19] Technologie a vývoj panelů - http://www.czechsolar.cz 8/2011 [W20] Fotovoltaický jev - http://www.nemakej.cz 8/2011 [W21] Teorie fotovoltaiky - http://www.isofenenergy.cz 8/2011 [W22] Přechod PN - http://fotovoltaika.falconis.cz 9/2011 [W23] Fotovoltaika princip - http://www.ceska-solarni.cz/ 8/2011 [W24] Typy instalací - http://www.solarenvi.cz/ 1/2012 [W25] ON grid systém - http://www.solar-liglass.cz 7/2011 [W26] Recyklace fotovoltaických panelů - http://oze.tzb-info.cz/ 1/2012 [W27] Trendy v solárních tepelné technice - http://www.tzb-info.cz 8/2011 [W28] V Sokratových stopách - http://www.dumabyt.cz 3/2012 [W29] Pasivní domy - http://www.archiweb.cz/ 1/2012 [W30] Vývoj legislativy - http://www.czrea.org/ 8/2011 [W31] Změny ve fotovoltaice 2011 - http://www.sunpi.cz 4/2012 [W32] Legislativa pro fotovoltaiku - http://www.sunpi.cz/ 8/2011 [W33] Fotovoltaika v Německu - http://www.rozhlas.cz 3/2012 [W34] Fotovoltaika je v USA dál v kurzu - http://zpravy.e15.cz 6/2011 [W35] Fotovoltaika v Číně - www.fronius.com/. 1/2012 [W36] Solární energetika třetího světa http://www.fotovoltaika-panely.com/ 3/2012 [W37] Climate chase - http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/3928017.stm 6/2011

46

SEZNAM OBRÁZKŮ Obr.1 Graf nabídky energie a jejíé potřeby( zdroj: http://www.solar-group.cz).....................14 Obr. 2 Rozložení slunečního záření (zdroj:http://blogs.cgdev.org)……………………………...14 Obr. 3 Popis funkce systému (zdroj: http://www.heron-solar.cz/)............................................16 Obr.4 Kolektor (zdroj:http://fotovoltaika.falconis.cz)…………………………………………..…16 Obr.5 Schéma chladícího systému (zdroj: http://www.twi.cz)..................................................19 Obr.6 Trombeho stěna (zdroj: http://hobby.idnes.cz)...............................................................21 Obr 7 Aerogel (zdroj: http://www.ekobydleni.eu).....................................................................22 Obr8 Zimní zahrada (zdroj: http://www.okna-lexikon.cz)........................................................22 Obr.9 vzduchový kolektor (zdroj: http://lelkes.home.sk)...........................................................23 Obr.10 Přímé a difůzní záření (zdroj: http://www.isofenenergy.cz..........................................30 Obr 11 přechod PN (zdroj:http://www.isofenenergy.cz)………………………………………….30 Obr.12 výroba článku (zdroj: http://materialovaveda.blogspot.com)......................................32 Obr13 Ostrovní systém zapojení (zdroj: http://lunek.cz)..........................................................33 Obr14 Síťový systém (zdroj: http://www.solarenvi.cz).............................................................33 Obr15 Sběrná místa (zdroj: http://oze.tzb-info.cz)....................................................................34 Obr.16 Materiálové složení (zdroj: http://www.czrea.org).......................................................35 Obr17 Solární absorpční chlazení (zdroj: http://oei.fme.vutbr.cz............................................37 Obr.18 Schéma Sokratova domu (zdroj: http://www.lidovky.cz)..............................................38 Obr.19 dnešní podoba Sokratovadomu (zdroj: http://bydleni.tiscali.cz)..................................39

47