Konec závislosti na Číně? S vývojem „fotovoltaického Ferrari“ pomáhají i čeští vědci

V roce 2020 se v Evropě vyrobilo méně než jedno procento celosvětové produkce solárních článků, ovšem nainstalovalo se tady více než pětina globální fotovoltaické kapacity. V budoucnu by to však mohlo být jiné. Vrátit výrobu fotovoltaických panelů z Číny zpět na starý kontinent pomůže evropský grant z programu HORIZONT Europe ve výši 10,5 milionu eur.

„Soběstační ve výrobě fotovoltaiky být jistě můžeme. Co se týče surovin a technologií, v Evropské unii není problém. Otázkou je vždy cena, energie jsou pořád zásadnější položkou. V téhle turbulentní době je opravdu těžké říct, jak budeme cenově konkurenceschopní. Každopádně by to ale neměl být signál k rezignaci, Evropa výrobu jednoznačně potřebuje, je dobře, že je tu podpora Evropské unie a ochota firem investovat,” uvedl pro Obnovitelně.cz Martin Ledinský, který ve Fyzikálním ústavu věnuje fotovoltaice dlouhé roky.

Dodal, že další komplikací mohou být aktuální finanční pobídky ve Spojených státech, které jsou výrazně lepší, takže se hodně projektů stěhuje právě za oceán. Závislost na dovozu zhruba 97 procent solárních článků z Asie se ovšem podle Ledinského ukazuje jako energetický hazard, který může ukončit evropské zelené plány. Do letošního roku se přitom na kontinentu kumulativně zprovoznil už 1 terrawatt-peak fotovoltaiky.

Tři pilotní linky

Do roku 2025 by v Evropě měly díky projektu PILATUS vzniknout tři pilotní linky, které pokryjí celý výrobní cyklus inovativních křemíkových solárních panelů. Díky speciální technologii budou kontakty na spodní straně, takže osvětlenou stranu článku nebudou stínit žádné neprůhledné kovové kontakty. V kombinaci s takzvanou optimální pasivací povrchových defektů to umožňuje výrazně zvýšit účinnost. Právě proto o této technologii hovoří experti jako o fotovoltaickém Ferrari.

• Tip: Revoluční evropský návrh: Povolování nových solárních elektráren a tepelných čerpadel zabere maximálně měsíc

Na zadní straně desky křemíkového krystalu je nutné připravit kladné a záporné elektrody nanesením proužků amorfního křemíku tenkých jen několik nanometrů. Tato varianta výroby je sice technicky náročnější, ale přirozeně umožňuje využít i světlo dopadající na spodní stranu panelu a odrážející se od plochy pod panelem, a zvyšovat tak až o 15 procent elektrický výkon dodávaný do sítě.

„Plánovaná pilotní linka na výrobu fotovoltaických modulů zvýší současnou celkovou kapacitu výroby fotovoltaických článků v Evropě o 30 procent,“ uvedl Martin Ledinský ve zprávě, kterou zveřejnila Akademie věd. „Roční výrobní kapacita pilotního provozu dosáhne minimálně 170 megawatt-peak. Pokud se projekt ukáže jako životaschopný, bude následovat druhá fáze – továrna s roční kapacitou tři až pět gigawatt-peak,“ dodal Ledinský.

Pokud chce být evropský projekt konkurenceschopný, musí se podle Ledinského přijít s novou, vysoce účinnou technologií, díky níž bude fotovoltaika cenově dostupná a současně splní i přísné ekologické požadavky.

„Proto budeme pro tohle fotovoltaické Ferrari využívat z velké části energii z norských vodních elektráren a minimalizovat tak jeho uhlíkovou stopu,“ poznamenal Martin Ledinský. V Norsku by podle jeho doplnění pro Obnovitelně.cz měla vyrůst linka na výrobu krystalického křemíku. „To je, co se týče nároků na energii, jednoznačně nejpodstatnější část, proto je důležité to dělat zeleně,” vysvětlil Ledinský. S dalšími dvěma linkami – na výrobu článků a komplementaci modulů – se počítá v Německu, kde je podle něj také energetický mix „příjemně zelený“.

Pět mikronů a dvacet nanometrů

Do projektu zatím vedle vědců není zapojena žádná česká firma. To by se ale v dalších fázích mohlo změnit. „Stavba továrny vyžaduje mnoho dodavatelů, je možné, že tam nějaké zastoupení mít budeme. Myslím, že je to dokonce i pravděpodobné,“ uvedl Ledinský pro Obnovitelně.cz. Než se ale vůbec rozběhne první linka, čekají české vědce, zástupce jedné z pěti vědeckých institucí spolupracujících na projektu, dlouhé měsíce příprav, měření a optimalizace.

Spočítáme vám, kolik můžete ušetřit pomocí domácí fotovoltaiky

„Pod mikroskopem přiblížený křemíkový fotovoltaický článek vypadá trochu jako pole egyptských pyramid, kde jsou ale všechny stavby velmi nahusto a přesně stejně orientované, jen se trochu liší velikostí. Když nasněží na pyramidy v Gíze, člověk si může metrem změřit, kolik sněhu napadlo, ale ve fotovoltaickém článku jsou pyramidy pět mikronů vysoké a je na ně „nasněžená“ 10 až 20 nanometrů tlustá vrstva amorfního křemíku. V tomto přirovnání odpovídá zhruba jednomu centimetru sněhu. Měření takové tloušťky proto není jednoduché,” vysvětlili experti ve zveřejněné zprávě.

• Přečtěte si: V Česku vzniká první větší projekt spojující zemědělství a výrobu solární energie

V rámci předchozího úspěšného projektu NextBase, který optimalizoval technologii přípravy těchto fotovoltaických článků, se přitom týmu z Fyzikálního ústavu Akademie věd povedlo vyvinout rychlou a přesnou metodu k měření tloušťky zadních kontaktů. Tato metoda byla jedním ze tří zásadních výsledků evropského projektu NextBase.

Proto byl tým Martina Ledinského přizván k další mezinárodní spolupráci v navazujícím projektu PILATUS. Cílem je vylepšit techniku kontroly kontaktů a zkrátit dobu měření ze současných desítek sekund pod jedinou sekundu, aby mohla kontrola probíhat v reálném čase na výrobní lince ve chvíli, kdy článek vyjede z depoziční komory. Výzkum se uskuteční v laboratoři Fyzikálního ústavu a posléze se ověří na prototypové lince v německém Freiburgu.

Autor: Pavel Baroch

Úvodní ilustrační foto: Pixabay