Sídlo firmy:

TURBOSOLAR, s.r.o.
K Pernštejnu 625
593 01 Bystřice nad Pernštejnem
tel.: +(420)773 099 859

Pobočka:

TURBOSOLAR
Gajdošova 7
615 00 Brno - Židenice
tel.: +(420)533 432 332

IČO: 286 22 910
DIČ: CZ 286 22 910
www.heliostar.cz
heliostar@heliostar.cz

Fotovoltaika

Fotovoltaika znamená přímou proměnu sluneční energie na elektřinu. Tento jev se využívá v tzv. slunečných (fotovoltaických) článcích. Sluneční články se vyrábějí z polovodičových materiálů jako je např. křemík. Účinnost proměny sluneční energie na elektřinu je v komerčně dostupných článcích okolo 12-15 % avšak v laboratorních článcích přesáhla 20-30 %. Sluneční články mají výhodu v tom, že jejich spojením je možné vytvářet solární moduly, ze kterých je možné postavit celou velkou sluneční elektrárnu.

Ve vyspělých státech světa, se dnes věnuje zvýšená pozornost fotovoltaické přeměně slunečního záření v elektrickou energii.



Základním elementem celého systému je solární fotovoltaický článek. Většina se jich dnes skládá z vysoce čistého krystalického křemíku. Rozlišují se monokrystalické solární články, vyrobené z jediného krystalu s pravidelnou krystalickou mřížkou, a polykrystalické články, skládající se z mnoha různě orientovaných krystalů.

Existuji také tzv. tenkovrstvé solární články z amorfního křemíku, kdy se na skleněný substrát napařuje křemík a vhodně se dotuje - označuji se také jako amorfní solární články. Nacházejí použiti zejména v malých aplikacích, např. v kapesních kalkulačkách atd. Nevýhodou těchto článků je, že dochází k degradaci (stárnutí), čímž se snižuje výkonnost. Výhodou je však podstatně nižší spotřeba vysoce čistého křemíku a jednodušší výrobní proces.

Solární panely

Fotovoltaický solární článek je velmi pevný, ale značně křehký, proto je nutné jej zapouzdřit do pevnějšího obalu, který jej ochrání před vnějšími vlivy a poškozením. Pouzdřením vzniká fotovoltaický solární panel. V naprosté většině případů jsou články, respektive jejich řezy v panelech, spojovány do sériověparalelních struktur s cílem dosáhnout určitého napětí, proudu, výkonu, případně tvaru. Zvětšováním plochy panelů pro velké instalace se sleduje snižováni nákladů na jednotku výkonu.

Organické fotovoltaické články

Výroba monokrystalického křemíku je energeticky náročná a také s ekologií to někdy pokulhává. Využití křemíkových článků je nejlepší za přímého slunce. Proto se hodí hlavně do oblastí, kde je slunce dostatek - Španělsko Portugalsko, ... Při zamračené obloze účinnost křemíkových fotovoltaických článků prudce klesá. Taky stínění jim nedělá dobře a může způsobit zkrat celého panelu. Proto se hledají náhradní řešení a jedním z nich jsou tzv. tekuté články, někdy nazývané i Graetzelovi články.


Průhledné elektrody slunečního článku jsou tvořeny sklem pokrytým tenkou vrstvou SnO2 či ZnO (připraveném za podmínek, kdy vlastní defekty tvoří dárce elektronů v těchto průhledných polovodivých kysličnících a způsobují jejich dobrou elektrickou vodivost). Titanová běloba (nanokrystalický TiO2) je nanesená na jednu elektrodu, po sintraci na vzduchu při 450° C vznikne porézní vrstva, rozptylující světlo. Ta je zbarvena organickým barvivem, které můžeme například extrahovat z přírodních látek. Absorpce světla nastává v tomto barvivu. Elektrolyt je roztok jodidu draselného v etylenglykolu, druhou elektrodu tvoří grafit, nanesený opět na "vodivém skle". Celá struktura je utěsněna proti ztrátě elektrolytu. Článek dává napětí asi 0,3-0,4 V a proud při slunečním osvětlení asi 1 mA/cm2. Za použití složitějších postupů je účinnost článků 10 až 15% a stále se zvyšuje.

Vzhledem k rostoucí poptávce po zdrojích čisté energie se pozornost odborného světa začíná věnovat právě organickým PV článkům s využitím TiO2 a metalo-organického senzitizéra. Tyto články mají nesporné výhody vůči klasickým PV článkům na bázi křemíku, germania apod. Vzhledem k dostupnosti TiO2, dosahujeme nižší náklady spojené s přepracováním a přípravou substrátů.



Nespornou výhodou PV tekutého článku je i schopnost pracovat s intenzitami světelného záření pod 1.5D v oblasti, kde klasické PV články mají minimální zisky navíc právě konstrukce tekutých článků zabezpečuje se snižující se intenzitou světla zvyšování efektivity článků....tekuté články jsou schopné využívat ve velké míře i difúzní záření které Si články zpracovávají minimálně.....přitom podle měření, se intenzita průměrného solárního toku na území CZ pohybuje na úrovni 980W/m², přitom jde o celkový světelný tok....ideální případ je čistá obloha, kdy je klasický PV článek ve výhodě, ale zprůměrováním zisků v průběhu dne je v převaze tekutý článek, protože jeho solární spektrum je schopné proměnit i infračervené záření, které právě zatěžuje klasické Si články protože se přehřívají a následně se snižuje celková efektivita přeměny.



Proto se i naše firma rozhodla jít do vývoje těchto článku a následně do výroby fotovoltaických solárních panelů za použití tekutých článků. Výrobu bychom chtěli zahájit v průběhu tohoto roku.
Protože se jedná o levné materiály, i cena těchto panelů by měla být levnější než cena klasických Si panelů, při dosažení stejné účinnosti.

Proč DSC solární články? (DSC – Dye solar cells)

• Nízká energetická náročnost výroby (Si=5GJ/m2)
• Skutečně čistá a zelená PV technologie
• Lehko dostupný základní materiál
• Výkonnost se zvyšuje v "normálních" solárních podmínkách
• Výroba dobré energie kWh/m2 (ne Wp=Watt peak-špičkový výkon = při plném slunku)
• Dodávka energie každý den, po celý den
• Barevnost a transparentnost článků = sen všech architektů
• S teplotou se zvyšuje výkon - při použití Si snížení o 20 % při 60 °C>

• Efektivita je méně citlivá na úhlu dopadu
• o 10-30 % vyšší výkon oproti Si při stejných světelných podmínkách
• Průhlednost - použití namísto oken
• Barvu je možno změnit změnou barviva
• Návratnost pouze několik měsíců oproti rokům při použití Si

Porovnání generovaného výkonu DSC a Si 1 kW modulu:

BIPV - integrovaná fotovoltaika do budov

• Enormní potenciál trhu
• Téměr 100% pokrytí spotřeby budovy
• Elektřina s minimálními distribučními ztrátami
• Nepotřebujeme extra plochu, tak jako při klasických solárních Si článcích
• Zelená budova má vyšší hodnotu
• Prestižní element

BIPV - další využití