Obnovitelné energie si vyžádaly roky výzkumu a vývoje vědců a inženýrů po celém světě. Cílem je zlepšit technologickou účinnost a zajistit, aby čisté energie konkurovaly fosilním palivům, zejména v souvislosti s energetickou transformací. Každý typ obnovitelné energie má své výhody a nevýhody a problém spočívá v nalezení metod, jak tyto technologie zlepšit.
Jednou z oblastí, která v posledních letech zaznamenala významný pokrok, je solární energie. Vědci ze dvou čínských univerzit představili revoluční pokrok v oblasti solárních panelů, které by mohly generovat energii i za nepříznivých podmínek, jako jsou zatažené dny, déšť, mlha a dokonce i v noci. Tento pokrok by mohl změnit způsob, jakým vnímáme sluneční energii a její výkon v situacích s nízkým slunečním zářením. Co přesně ale tento vývoj znamená pro budoucnost solární energie?
Vysněné solární panely
Výkon solárních panelů je tradičně podmíněn množstvím slunečního záření. Za slunečných dnů je výkon optimální, ale za nepříznivých povětrnostních podmínek, jako jsou mraky, déšť nebo mlha, je produkce energie značně snížena. To byla jedna z hlavních výzev, které je třeba překonat, aby byla solární energie konkurenceschopnější a udržitelnější.
Problém se stává výraznějším v zemích nebo oblastech, kde je přímé sluneční světlo po většinu roku omezeno. To je případ mnoha oblastí severní Evropy, kde podmínky nízkého slunečního záření ovlivňují výkon tradičních fotovoltaických systémů. Totéž platí v teplejších oblastech, kde mohou být faktory, které je třeba vzít v úvahu, déšť a mlha.
Se solárními panely vyvinutými čínskými univerzitami by tento problém mohl mít řešení. Tyto panely generují energii nejen přímým slunečním zářením, ale umí pracovat i s nepřímým zářením a nízkou svítivostí. Tímto způsobem lze zaručit stálý a stabilnější přísun energie v zatažených dnech nebo i v noci.
Nový materiál, který pohlcuje hodně slunečního světla
Klíčovým materiálem za tímto průlomem je tzv BVG (což v angličtině znamená „dlouho přetrvávající fosfor“). Tento materiál je schopen ukládat sluneční energii během dne a uvolňovat ji v noci, což umožňuje panelům pokračovat ve výrobě elektřiny.
LPP je schopen absorbovat a uchovávat světelnou energii, která není viditelná lidským okem, jako jsou fotony v blízkém infračerveném spektru. Zatímco tradiční fotovoltaické technologie zachycují pouze viditelné světlo, LPP umožňuje solárním panelům využívat širší část elektromagnetického spektra. To znamená, že tyto panely mohou vyrábět elektřinu i za podmínek nízkého slunečního záření.
Tato schopnost absorbovat světlo mimo viditelné spektrum je zásadní pro výkon v noci nebo za oblačných dnů, protože infračervené záření je stále přítomno, i když je lidské oko nevnímá. Díky materiálu LPP by solární energie mohla být účinnější a spolehlivější v oblastech náchylných k jevům, jako je mlha nebo déšť. Tato technologie v podstatě umožňuje solárním panelům mít konstantní výkon bez ohledu na povětrnostní podmínky.
Provoz v zatažených dnech a nepříznivých podmínkách
Častou otázkou mezi těmi, kdo zvažují instalaci solárních panelů, je, jak počasí ovlivňuje jejich výkon. Slunečné dny jsou nejlepší pro shromažďování energie, ale mnozí jsou překvapeni, když zjistí, že i v zatažených dnech mohou solární panely pokračovat ve výrobě elektřiny. Solární panely, včetně těch konvenčních, dokážou absorbovat difúzní světlo, které se odráží a prochází skrz mraky. Je pravda, že za těchto podmínek nedosáhnou 100 % své maximální kapacity, ale odhaduje se, že mohou nadále vyrábět 10 % až 25 % energie, kterou by vyrobily za jasného dne.
Tento výrobní rozsah se může lišit v závislosti na tloušťce mraků a množství filtrovaného slunečního záření. Vysoké mraky například propouštějí více záření než nízké, husté mraky, což ovlivňuje množství energie, kterou mohou panely shromáždit. V místech, jako je severní Španělsko, kde jsou zatažené dny časté, může být solární výkon snížen, ale to neznamená, že panely přestanou fungovat.
Adaptace v chladném a zasněženém klimatu
Výkon solárních panelů je také ovlivněn teplotou. Může se to zdát překvapivé, ale chladné klima je pro fotovoltaické systémy ve skutečnosti prospěšné. Když teplota stoupá nad 25°C, účinnost solárního panelu klesá. Naopak, čím nižší je okolní teplota, tím lepší je výkon panelů, pokud je nepokryje sníh.
V oblastech, kde sníh pokrývá solární panely, je důležité zajistit, aby byl sníh řádně odstraněn. Přestože samotný sníh může odrážet sluneční světlo na panely a přispívat ke zvýšení sklizně energie, zakryté panely nebudou schopny absorbovat světlo, dokud nebude překážka odstraněna. Navíc dobrý sklon při instalaci solárních panelů může usnadnit automatické klouzání sněhu.
Jak déšť ovlivňuje výnos?
Na rozdíl od toho, co si mnoho lidí myslí, déšť neovlivňuje negativně výkon solárních panelů. Častý déšť může být ve skutečnosti výhodou, protože čistí povrch panelu od prachu a nečistot a zlepšuje jeho výkon tím, že je přímo vystavuje slunečnímu záření.
Inovace, jako jsou materiály LPP, slibují další zlepšení účinnosti v těchto případech tím, že zajistí, že i při rozptýleném světle budou panely nadále generovat energii. To řadí solární panely jako jednu z nejschůdnějších možností, a to i v podnebí, kde není po většinu roku zaručeno přímé slunce.
Technologický závěr
Vývoj těchto solárních panelů je významným pokrokem pro sektor obnovitelné energie. Tím, že umožňuje výrobu elektřiny v podmínkách nízké radiace nebo dokonce v noci, značně rozšiřuje možnosti využití sluneční energie v různých prostředích, včetně oblastí s méně příznivým klimatem. Tento typ inovací nadále posouvá jehlu směrem k čistší a udržitelnější budoucnosti a snižuje naši závislost na fosilních palivech.
S novými technologiemi, jako jsou solární panely, které pracují s nízkou radiací nebo dokonce v noci, je horizont pro fotovoltaiku velmi povzbudivý. Příslib stabilnější a spolehlivější energie za všech povětrnostních podmínek je zásadním krokem k budoucnosti, kde obnovitelné zdroje energie mohou pokrýt více našich energetických potřeb.