Fotovoltické elektrárne na strechách rodinných domov sa stali bežnou súčasťou modernej energetiky. Väčšina domácností pritom využíva klasické kremíkové solárne panely, ktoré sa montujú na existujúcu strešnú krytinu. Výskumníci z Holandska však predstavili zaujímavú alternatívu. Vyvinuli strešnú škridlu, ktorá dokáže vyrábať elektrickú energiu priamo zo slnečného žiarenia.
Nejde o náhradu dnešných fotovoltických panelov, ale o nový smer vývoja, ktorý by mohol rozšíriť možnosti využívania solárnej energie najmä na budovách, kde je dôležitý vzhľad strechy alebo kde je montáž klasických panelov komplikovanejšia.
Všetko, čo potrebujete vedieť o perovskite, nájdete v tomto videu:
Za novinkou stojí perovskit
Novú technológiu vyvinul holandský výskumný inštitút TNO. Základom riešenia je perovskit, materiál, ktorý sa v posledných rokoch dostáva do centra pozornosti odborníkov na solárnu energetiku.
Perovskitové solárne články sa od tradičných kremíkových panelov odlišujú najmä nižšou hmotnosťou a vyššou flexibilitou. Môžu sa nanášať na rôzne povrchy vrátane zakrivených konštrukcií, čo otvára nové možnosti ich využitia v stavebníctve.
Práve vďaka týmto vlastnostiam sa vedcom podarilo vytvoriť funkčnú strešnú škridlu, ktorá na pohľad pripomína bežnú krytinu, no zároveň obsahuje integrovaný solárny článok schopný vyrábať elektrinu.
Ako si škridla vedie z hľadiska výkonu?
Pri každej novej solárnej technológii patrí medzi najdôležitejšie parametre účinnosť. V prípade perovskitových modulov použitých v tomto projekte dosahuje účinnosť približne 13,8 percenta.
Po zabudovaní článkov do zakrivenej strešnej škridly sa účinnosť mierne znížila na približne 12,4 percenta. Hoci ide o nižšie hodnoty, než dosahujú najvýkonnejšie komerčné kremíkové panely, výsledok je vzhľadom na skorú fázu vývoja považovaný za sľubný.
Výskumníci zároveň zistili, že samotný zakrivený tvar škridly nemá na výkon zásadný negatívny vplyv. To je dôležitý predpoklad pre ďalší vývoj podobných riešení.
Elektrina priamo zo strešnej krytiny
Najväčšou výhodou tejto technológie je integrácia výroby energie priamo do stavebného prvku. Pri klasickej fotovoltike sa solárne panely montujú na už existujúcu strechu pomocou dodatočných konštrukcií.
V prípade perovskitovej škridly sa výroba elektriny stáva súčasťou samotnej strešnej krytiny. Budova tak môže vyrábať energiu bez potreby inštalácie samostatných panelov.
Takýto prístup patrí do širšej skupiny technológií označovaných ako BIPV (Building Integrated Photovoltaics), teda fotovoltika integrovaná priamo do stavebných prvkov.
Výroba môže byť lacnejšia
Významnou výhodou perovskitových článkov je aj spôsob ich výroby. Vedci upozorňujú, že ich možno vyrábať takzvanou metódou „roll-to-roll“, ktorá sa podobá tlači na dlhé pásy materiálu.
Takýto výrobný proces môže byť v budúcnosti rýchlejší a lacnejší než výroba niektorých tradičných solárnych panelov. Odborníci však zároveň upozorňujú, že technológia ešte potrebuje ďalší vývoj a overovanie v reálnych podmienkach.
Kľúčová bude životnosť
Napriek sľubným výsledkom zostáva pred výskumníkmi viacero výziev. Jednou z najdôležitejších je dlhodobá životnosť perovskitových článkov.
Kým klasické kremíkové panely majú často životnosť viac ako 25 rokov, pri perovskitových technológiách sa stále skúma ich odolnosť voči vlhkosti, UV žiareniu, vysokým teplotám a ďalším poveternostným vplyvom.
Práve spoľahlivosť a životnosť budú rozhodovať o tom, ako rýchlo sa podobné riešenia dostanú do bežného komerčného predaja.
Budovy sa postupne menia na výrobcov energie
Vývoj strešných škridiel vyrábajúcich elektrinu ukazuje, akým smerom sa môže uberať moderné stavebníctvo. Odborníci predpokladajú, že v budúcnosti budú budovy čoraz častejšie kombinovať svoju základnú funkciu s výrobou energie.
Perovskitová škridla zatiaľ nepredstavuje náhradu súčasných fotovoltických systémov, ale ukazuje možnosti, ako možno výrobu elektriny integrovať priamo do stavebných materiálov. Ak sa podarí vyriešiť otázky životnosti a dlhodobej spoľahlivosti, môže sa stať zaujímavou alternatívou pre časť budúcich stavieb.
Výskum tak naznačuje, že strechy budúcnosti nemusia slúžiť iba na ochranu budov pred počasím. Môžu sa zároveň stať nenápadným zdrojom elektrickej energie bez výrazného zásahu do vzhľadu domu.
