Sluneční energie byla do nedávné doby považována za málo efektivní a relativně drahou, avšak v posledních přibližně deseti letech doznal tento přístup podstatné změny.
Je třeba si uvědomit, že sluneční záření může poskytnout až 1 kW energie na čtvereční metr povrchu, na který dopadá. Z plochy velikosti tenisového hřiště lze za každých 10 minut získat sluneční energii, která je ekvivalentní necelým 4 litrům benzinu. Intenzita slunečního záření však silně kolísá v závislosti na místě, denní době, ročním období a na počasí.
Jednou z možností využití sluneční energie pro výrobu elektřiny jsou fotovoltaické články, které přeměňují světelnou energii na elektrickou přímo. Jejich provoz je většinou soběstačný a nevyžaduje prakticky žádnou údržbu, přičemž jejich využití se dosud jevilo jako téměř ideální v řídce zalidněných oblastech vzdálených od rozvodných elektrických sítí.
Rozvoj fotovoltaiky v posledních letech
Se vzrůstajícím zájmem o využití alternativních obnovitelných zdrojů energie k výrobě elektřiny výrazně vzrostl zejména v posledních pěti letech význam sluneční energie. Světový trh s fotovoltaickými články roste každoročně přibližně o více než 30%, přičemž v roce 2001 dosáhl nárůstu 38 %. Vedoucí zemí ve využití sluneční energie pro výrobu elektřiny je Japonsko s přibližně 1000 MW instalované kapacity (46 % z celkové světové kapacity), pak následuje Německo (20 %), USA (17 %), Austrálie (3,4 %), Holandsko (2,1 %), Itálie (2 %), Švýcarsko (1,6 %) a Španělsko (1,6 %). Relativně nízká úroveň využití sluneční energie ve Španělsku však kontrastuje s vysokou výrobní kapacitou tří španělských výrobců fotovoltaických modulů (reprezentuje více než 8 % světového trhu s touto komoditou), kteří exportují více než 80 % jejich produkce.
A právě španělská vláda stanovila vysoké cíle v oblasti rozvoje fotovoltaické přeměny sluneční energie v několika nejbližších letech. Plán rozvoje využití vybraných obnovitelných zdrojů energie by měl dosáhnout 144 tisíc kW instalované kapacity v roce 2010, což ve srovnání s kapacitou 15 600 kW v roce 2002 představuje nárůst o více než 800 %. Výroba elektrické energie by měla vzrůst během 12 let z 15,3 GWh v roce 1998 na 218 GWh v roce 2010. Důkazem úsilí o splnění těchto ambiciózních cílů je projekt sluneční elektrárny ve městě Tudela v kraji Navarra.
Sluneční elektrárna Tudela
V lednu 2003 byla uvedena do provozu největší sluneční elektrárna ve Španělsku s výkonem 1,2 MW. Její výjimečnost spočívá ve dvou skutečnostech: je dosud jedinou elektrárnou v Evropě, v níž fotovoltaické moduly sledují pohyb Slunce po obloze, přičemž část kapacity elektrárny (30 %) je vyčleněna pro testování jedenácti různých typů slunečních panelů od devíti výrobců, kteří použili k jejich výrobě šesti odlišných technologií.
Sluneční elektrárnu Tudela, která se nachází v severním Španělsku přibližně 90 km od francouzských hranic, vybudovala společnost Energia Hidroeléctrica de Navarra (EHN) v místě s vysokou úrovní slunečního svitu (1600 kWh na 1m2 za rok). Celkové investiční náklady na stavbu elektrárny činily 10,58 milionů eur. Předpokládaná výroba elektřiny se bude pohybovat kolem 1,9 GWh za rok.
Fotovoltaická sluneční elektrárna Tudela je umístěna na otevřeném svažitém terénu v nad-mořské výšce v rozmezí 380-405 metrů a její rozloha činí 70 000 m2. Elektrárna se skládá ze 400 slunečních trackerů (z angl. tracker = stopař, slídič), které podobně jako slunečnice sledují pohyb Slunce po obloze, čímž je dosahována maximální expozice slunečními paprsky, a tím i maximální výkon fotovoltaických modulů. Trackery se skládají z mříže, na níž jsou umístěny fotovoltaické články a nosné části spojené s talířovým kolem. Silný motor pohánějící talířové kolo umožňuje natáčení fotovoltaických panelů v závislosti na pohybu Slunce. Celý systém pohybu je řízen počítačem.
Ve 400 trackerech je umístěno celkem 12 602 fotovolaických panelů. Přibližně 70 % sluneční elektrárny Tudela tvoří tzv. centrální oblast, která byla konstruována s cílem optimální výroby elektřiny, jež je dodávána do národní rozvodné sítě. Tato část elektrárny obsahuje 280 trackerů, přičemž na každém je umístěno 36 fotovoltaických modulů zapojených do série.
Instalovaný výkon centrální části elektrárny je 856,8 kW. Všech 10 080 fotovoltaických panelů (model BP - 585) bylo vyrobeno firmou BP Solar, technologií Satur z monokrystalického křemíku. Před vstupem do rozvodné elektrické sítě převádí stejnosměrný proud na střídavý celkem sedm 100 kW invertorů (měničů). Výstupy invertorů jsou spojeny paralelně na vstup transformátoru, který zvyšuje nízké napětí 380 V na středně vysoké napětí 20 kV.
Experimentální část sluneční elektrárny Tudela, která tvoří přibližně 30 % celkové instalované kapacity (321,1 kW), obsahuje 120 trackerů, na nichž je umístěno 2522 fotovoltaických modulů. Solární panely jsou vybaveny stejným automatickým systémem jako u provozní části, který umožňuje sledování Slunce. Základní rozdíl od provozní části je, že experimentální část obsahuje 11 různých typů panelů vyrobených 9 výrobci: Kyocera, Mastervolt, ASE, Siemens, Unisolar, EPV, Atersa, Isofotón a BP Solár. Při jejich výrobě bylo použito šest různých technologií: polykrystalický křemík, monokrystalický křemík, CID (Copper Indium Diselenide), trojitá vrstva, amorfní křemík (tenký film) a EFG.
Výzkum prováděný v experimentální části sluneční elektrárny Tudela (zejména sledování výkonu fotovoltaických modulů) by mohl zásadním způsobem ovlivnit další rozvoj využití sluneční energie nejen ve Španělsku. Elektrárna Tudela je považována za jeden z nejdůležitějších příspěvků Španělska k využití obnovitelných zdrojů energie a kraj Navarra již dnes zaujímá čelné místo ve využití obnovitelných zdrojů energie, především větru, slunce a vodních toků). Kromě elektrárny Tudela je v provozu 261 fotovoltaických instalací o celkovém výkonu 2,8 MW dodávaném do sítě, který představuje 40 % spotřeby elektřiny v tomto regionu. Přitom kraj Navarra nepatří mezi oblasti Španělska s nejvyšším slunečním svitem a zcela určitě počet hodin slunečního svitu nedosahuje hodnot na jihu Španělska.
Cíle Španělska ve využití obnovitelných zdrojů jsou v souladu se směrnicí EU, která předpokládá v zemích EU stonásobné zvýšení výroby elektřiny z fotovoltaických panelů - z úrovně 30 GWh (roce 1995) na 3000 GWh (v roce 2010).
Zdroj: CEN, Vol.11, March 2003, s.24 - 27
