Studentská práce z FEKT VUT ukazuje, kam míří barevná fotovoltaika

Fotovoltaika je dnes jedním z klíčových pilířů udržitelné energetiky. Přesto si ji mnoho lidí stále spojuje s typickými tmavými panely, které se instalují především na střechy domů nebo průmyslových hal. Současný vývoj však ukazuje, že solární technologie může mít i zcela jinou podobu a to esteticky přizpůsobenou, barevnou a vizuálně začleněnou do moderních staveb.

Právě možnostem výroby barevných fotovoltaických modulů se ve své diplomové práci na Fakultě elektrotechniky a komunikačních technologií VUT (FEKT VUT) věnuje student Stanislav Kalousek. Práce vznikla na Ústavu elektrotechnologie FEKT VUT, kde se student pod vedením Jiřího Vaňka zabývá technologiemi umožňujícími aplikaci barev a motivů na fotovoltaické moduly a zároveň vyhodnocuje jejich vliv na výkon.

„Chtěl jsem se zaměřit na oblast, která propojuje obnovitelné zdroje s reálným využitím v prostředí, kde lidé často řeší nejen funkčnost, ale i vzhled. Fotovoltaika musí být přijatelná i vizuálně,“ vysvětluje Stanislav Kalousek.

Fotovoltaické moduly jako součást moderních budov

Barevné a designově upravené moduly se stále více prosazují zejména v oblasti stavebně integrované fotovoltaiky (BIPV - Building-Integrated Photovoltaics neboli fotovoltaika integrovaná do budov). V takových případech nejsou panely pouze „přidaným“ technickým prvkem, ale stávají se přímo součástí fasád nebo střech.

„V dnešní době už neplatí, že fotovoltaický modul musí být jen tmavý obdélník na střeše. Dnes není problém přizpůsobit fotovoltaické moduly, tak aby je bylo možné instalovat na střechy, fasády a jiná místa dle požadavků a zároveň nenarušovaly architekturu, nebo do ní co nejméně zasahovaly“ popisuje autor práce.

Tento přístup umožňuje využívat solární energii i tam, kde dříve instalace narážely na estetické, nebo památkářské limity. Zájem o podobná řešení tak roste nejen u rodinných domů, ale také u veřejných budov či firemních objektů.

Technologie barevných modulů a jejich limity

Nejrozšířenější metodou vizuální úpravy je přímý potisk skla, který umožňuje aplikaci barevných ploch, vzorů nebo dokonce fotografických motivů. Používá se například sítotisk s keramickými barvami nebo digitální UV tisk. „Výhodou je vysoká odolnost a dlouhá životnost. Barvy jsou stálé, nevyblednou ani po letech provozu a výrobci na tyto moduly běžně poskytují dlouhé záruky,“ uvádí Kalousek.

Avšak každý zásah do optických vlastností modulu však zároveň ovlivňuje množství světla, které dopadá na fotovoltaické články. To vede k poklesu výkonu modulu. „Nevýhodou je ale pokles výkonu, protože barevná vrstva část světla nepropustí, nebo odrazí. Tento úbytek se hlavně odvíjí od použitého odstínu a hustoty barvy. Moderní technologie, ale stále dokážou pro část barev dosahovat vcelku dobré původní účinnosti, což je pro většinu aplikací dostačující a otvírá jim dveře k novým příležitostem“ doplňuje autor.

V práci se věnoval i tomu, jak různé odstíny ovlivňují energetický výstup. Tmavé barvy mohou znamenat ztráty ve výkonu mnohonásobně větší oproti světlejším odstínům, které mají dopad na výkon menší.

Spolupráce s průmyslem a budoucí potenciál

Praktická část práce vzniká ve spolupráci se společností FRAJT s.r.o., která dodala fotovoltaické moduly i potištěná skla pro měření. Díky tomu mohl autor statisticky vyhodnotit reálný vliv designových úprav na elektrické parametry. „Velmi důležité bylo propojit rešerši s měřením v praxi. Díky tomu jsme mohli ukázat, že potisk skla má měřitelný vliv především na proudové a výkonové parametry,“ vysvětluje Kalousek.

Vedoucí práce Jiří Vaněk vnímá téma jako významný krok směrem k širšímu využití obnovitelných zdrojů: „Barevná fotovoltaika může výrazně pomoci tomu, aby se solární technologie staly běžnou součástí městského prostředí. Pokud dokážeme minimalizovat ztráty výkonu, otevírá se prostor pro masové využití na fasádách veřejných budov,“ říká.

Výsledky práce ukazují, že existují varianty skel, u nichž je pokles výkonu relativně malý, a mohou tak představovat vhodný kompromis mezi estetikou a energetickým přínosem. Barevné fotovoltaické moduly tak dokazují, že udržitelnost nemusí znamenat jednotný vzhled technických instalací. Naopak – moderní vývoj umožňuje spojit čistou energii s designem tak, aby se solární prvky přirozeně staly součástí našeho každodenního prostoru.

Zdroj: FEKT VUT

Témata