Stručná historie fotovoltaiky

Datum 04.08.2021

Příběh fotovoltaiky začal zhruba před dvěma stoletími. Tehdy tento fenomén objevil průkopník ve studiu elektrických a luminiscenčních jevů Antoine César Becquerel (1788-1878). Na jeho práci navázali jeho synové Alexandre Edmond a Henri, přičemž Henri Becquerel objevil roku 1896 při zkoumání fluorescence solí uranu jev radioaktivity. To mu na počátku minulého století vyneslo Nobelovu cenu za fyziku. Se samotným objevem fotovoltaického jevu se však téměř půl století, z hlediska ekonomického využití, nic moc nedělo, než přišel na scénu americký vynálezce Charles Fritts.

1839

Francouzský fyzik Edmond Becquerel pokračoval ve šlépějích svého otce. V té době měl pouze 19 let, když zjistil, že při vystavení materiálu světlu dochází k vytváření napětí. Netušil, že jeho objev položí základ pro využívání sluneční energie.

1876

Londýnský profesor William Grylls Adams a jeho student Richard Evans Day jsou svědky fotovoltaického efektu, když vystavují selen světlu a generují z něj elektrický proud. Nebyli v té době schopni přeměnit dostatek slunečního světla na energii potřebnou k napájení elektrických zařízení, ale dokázali, že pevné materiály mohou vyrábět elektřinu bez pohyblivých částí – pouhým vystavením slunci. A myšlenka na fotovoltaický článek byla na světě.

1883

Americký vynálezce Charles Fritts vytváří první funkční solární článek na bázi selenu. Potáhne selen tenkou vrstvou zlata a vyvine tak první fungující solární článek s účinností konverze 1%. Frittsovy solární články se začnou využívat poprvé na střešní instalaci v New Yorku v roce 1884. Vysoké materiálové náklady však brání širšímu používání článků.

1905

Nadaná mysl tehdy pětadvacetiletého Alberta Einsteina konečně přináší teoretické vysvětlení do fotoelektřiny. V článku „O heuristickém hledisku dotýkajícím se vznikem a přeměnou světla“ navrhl myšlenku světelných kvant (nyní nazývaných fotony) a ukázal, jak mohou být použity k vysvětlení takových jevů jako je ten fotoelektrický.
V roce 1921 získal Nobelovu cenu za fyziku právě za vysvětlení fotoelektrického jevu a ne za teorii relativity, jak si mnozí myslí.

1954

Aplikace koncentrované solární energie a solární tepelné energie se už nějakou dobu používaly, ale čistě fotovoltaická solární energie se zrodila až poté, co američtí vědci z Bell Labs vyvinuli křemíkový fotovoltaický článek. Toto bylo poprvé, co dostatečné množství sluneční energie dokázalo udržet domácí elektrické spotřebiče v provozu. Vědci společnosti Bell Labs Daryl Chapin, Calvin Fuller a Gerald Pearson dosáhli s tímto prvním křemíkovým článkem 6% účinnosti a brzy nato byly použity solární panely k pohonu satelitů obíhajících kolem Země.

1973

Ropná krize vede lidi k investicím do solárního výzkumu. Dr. Elliot Berman s financováním od společnosti Exxon navrhuje levnější solární panel, čímž se cena sníží ze 100 $ za watt na 20 $ za watt. Berman zjistil, že použití křemíku z více krystalů by bylo levnější než použití pouze jednoho krystalu, ale snížila by se tím účinnost. Dodnes jsou poly/multikrystalické solární panely levnější, ale méně účinné, než monokrystalické.

1977

Americké ministerstvo energetiky spouští Výzkumný ústav solární energie, který se později stal známým jako Národní laboratoř pro obnovitelnou energii (NREL – National Renewable Energy Laboratory).

1980

ARCO Solar se stává prvním výrobcem panelů, který dosáhne roční produkce 1 MW. O dva roky později solární společnost instaluje první solární projekt v megawattovém měřítku v Kalifornii.

1998

V České republice došlo k instalaci první sluneční elektrárny v Dukovanech.

2009

První velké elektrárny vznikaly díky garanci až nesmyslně vysokých výkupních cen, které byly dvakrát větší než v sousedním Německu, jako houby po dešti v letech 2009 až 2010. Největší z nich je komplex Ralsko, kde 5 samostatných elektráren v jednom souboru dává dohromady výkon skoro 60 MW.

Rozmach solárních elektráren skončil v roce 2010 kvůli novele zákona, která omezila podporu pro velkoplošné elektrárny. Další instalace, obvykle ve formě střešního provedení, už poté dosahovaly především menších výkonů. Dnes představuje počet solárních elektráren u nás 3 až 4 % celkové výroby elektrické energie.

2021

Austrálie má v plánu v tomto roce spustit gigantickou solární tepelnou elektrárnu Aurora poblíž města Port Augusta. Původní plán postavit solární elektrárnu o výkonu 150 MW energie byl vloni z důvodu změny dodavatele nahrazen novým záměrem. Společnost 1414 Degrees ho chce rozdělit na dvě fáze. Ta první – s výkonem 70 MW se má realizovat již koncem tohoto roku. Obrovské pole zrcadel bude soustřeďovat sluneční paprsek na centrální věž, která je naplněná roztavenou solí. Tato sůl může absorbovat obrovské množství tepla a poté ho uvolnit jako elektřinu. Na rozdíl od baterií, roztavená sůl vydrží minimálně 40 let a to zcela bez degradace nebo potřeby náhra­dy – znamená to nižší náklady než u baterie. A co je na tom nejlepší? Australská vláda má zaplatit této firmě maximálně 78 dolarů za megawatthodinu (necelých 8 centů za 1 kWh – to je něco přes korunu). Podobný, 110 MW projekt v Americe – Crescent Dunes Solar Energy Project se však neuskutečnil. Snad Australanům ten jejich vyjde.

René Pajurek