Střecha rodinného domu pokrytá fotovoltaickými panely je už zcela obvyklým obrázkem, který ponecháváme bez povšimnutí. Sluneční světlo pomáhá majitelům pokrývat přinejmenším část finančních nákladů, které jinak proudí velkovýrobcům elektrické energie. Sluneční svit ale sám o sobě domácnost neutáhne, proto se v soběstačných domech začínají prosazovat další vychytávky. Elektrickou energii tak některé domácnosti už i "skladují".

Obnovitelné zdroje energie, jako je sluneční záření nebo síla větru, mají obrovskou výhodu v tom, že až na počáteční investice do příslušného zařízení a náklady na jeho údržbu jsou prakticky zadarmo.

Na druhou stranu je tu ovšem problém s nestabilním výkonem. Jednou je vítr silný, jindy nefouká, v noci sluníčko nesvítí a moc energie nedodává, ani když je pod mrakem. Elektrickou energii potřebujeme bez ohledu na to, jak fouká a svítit potřebujeme hlavně v noci. Co s tím? Přebytek vyrobené energie můžeme dodat do veřejné sítě a z ní si ji zase odebrat, když je potřeba, ovšem daleko elegantnějším řešením je její skladování.

shutterstock 558788386

Češi mají dva trumfy: ložiska lithia a mozky, které vymyslely nové baterie

Levná „zelená“ energie

V poslední době se pro domácnosti nabízí jednoduché a efektní řešení. Stoupající produkce energie z obnovitelných zdrojů a klesající výrobní cena fotovoltaických panelů i větrných elektráren, hlavně pak technologicky vyspělých baterií, přináší stále rychlejší rozvoj systémů na skladování elektřiny.

Ty jsou určeny právě k tomu, aby pomohly vyrovnat křivku produkce elektrické energie a sladit ji s křivkou její spotřeby. Jeffrey Brian StraubelStraubel, šéf technického vývoje v Tesla Motors, kde již dnes produkují akumulátory pro využití v domácnostech, tvrdí, že kombinace fotovoltaické elektrárny propojené s bateriemi vytvoří v dohledné době stabilní (a navíc „zelený“) systém výroby energie, která bude levnější, než tradiční výroba elektřiny z fosilních zdrojů.

Mimořádný pokles cen bateriových systémů skladování energie (SSE) znamenal, že se řada zemí (především ty se stálým slunečním svitem nebo ty, kde je drahá elektrická energie jako například Kalifornie nebo naopak Bavorsko) už dostala na tzv. bateriovou paritu. Tímto termínem označují odborníci moment, kdy elektřina vyrobená ve vlastní fotovoltaické elektrárně a uložená v SSE je cenově levnější, než elektřina z distribuční sítě. Mimochodem, baterie je také možné nabíjet z distribuční sítě v době nízkého tarifu a elektřinu z ní využít později.

Trumf jménem lithium

A jak situace vypadá u nás? "Jaderná lady" Dana Drábová se nechala slyšet, že právě v kombinaci solární energie s bateriemi na jejich skladování vidí velkou naději do budoucnosti, dokonce ji považuje za potenciální čtvrtou revoluci v energetice. Právě Česko pak má několik potenciálních trumfů v rukávě.

Tím prvním jsou rozsáhlá krušnohorská ložiska rud s obsahem lithia, které je nezbytné pro výrobu moderních baterií. Naleziště je údajně nejbohatší v Evropě. Druhým trumfem může být česká společnost HE3DA a její baterie, kterou zde vyvinuli na bázi lithiových nanomateriálů. Firma HE3DA sice už má první pilotní výrobní provoz v pražských Letňanech, ale v Horní Suché na Karvinsku začíná s projektem na výrobu baterií MES (Magna Energy Storage) za 5,5 miliardy korun. Výrobu chce zahájit už v příštím roce.

Baterie podle celosvětově chráněného patentu českého vynálezce Jana Procházky dokážou díky použitým nanomateriálům uchovávat energii dlouhodobě bez větších ztrát, jsou podstatně menší než jiné baterie a daleko rychleji se nabíjejí. Jsou také daleko bezpečnější. Dostatečně dobře jsou známy případy exploze baterie v mobilním telefonu, český výrobek vydrží daleko vyšší okolní teploty i fyzické poškození bez fatálních následků.

Mrtvý brouk ve sněmovně

I fotovoltaické články zřejmě čeká revoluce. Zatímco ty současné špičkové promění sluneční záření v elektrickou energii s efektivitou zhruba dvacet procent, byl na George Washington University vyvinut trojrozměrný vrstvený článek, který zachytí i záření s dlouhou vlnovou délkou, a dokáže tak pracovat s dvojnásobnou efektivitou. Spolu s touto technikou jde ruku v ruce i vývoj dalších potřebných zařízení, jako jsou třeba polovodičové nabíječe.

Co však zatím zaostává, je legislativa. Ukládání energie pro vlastní spotřebu, ať už z domácích solárních panelů či „behind-the-meter“ (za elektroměrem), je zatím, co se týká našich zákonů, zcela "na vodě". Náš právní řád sice detailně reguluje provoz i malých střešních fotovoltaických elektráren, ale o skladování elektrické energie neříká nic, dokonce ani nedefinuje základní pojmy jako akumulace.

Vzhledem k rychlému rozvoji tohoto trhu – odborníci popisují na dvacet ve světě patentovaných způsobů, jak akumulovat elektřinu – je to velký problém, jehož důsledky můžeme předvídat jen v analogii s podobným vývojem u jiných technologií, které předběhly zákonodárce.

Jak třeba bude možné ošetřit variantu trhu s elektřinou, kdy se prostřednictvím internetu zaregistrujeme mezi výrobce a spotřebitele s podobným zájmem, tedy v komunitě, v níž lze prakticky vytvořit jakési tržiště bez vlivu velkých distributorů? I na to je třeba znát odpověď. Zatím zcela bez "papírování" funguje domácí fotovoltaika bez napojení na síť, tedy ostrovní systém.

Dosavadní technologie, především pak co se týká akumulátorů, u "ostrovních" domů nutí jejich obyvatele k určitým omezením, jako je výběr mezi praním nebo sledováním televize či žehlením a vařením. I proto je zatím projektů, které využívají skladování elektřiny bez dalších podpůrných zdrojů "zvenčí", u nás zatím velmi málo.

foto: Shutterstock, zdroj: Energy Storage News