Okna mohou vyrábět elektřinu. Ale kolik?

Legislativa vyspělých zemí dnes jednoznačně upřednostňuje stavbu nízkoenergetických, či dokonce aktivních budov. Architekti nemusí jen spořit, mohou s výrobou energie v projektech také přímo počítat. Například s pomocí solárních panelů na střechách budov.

Ale musí být panely nutně na střeše? Technologie výroby fotovoltaických nabízí i možnost umístění panelů na jiné plochy – třeba přímo do oken. Ale jaké má takové okno vlastnosti?

Izolují i vyrábí

Tyto okna mají (přesněji řečeno mohou mít, pokud si to zákazník přeje) stejně dobré izolační vlastnosti jako protisluneční skla s pokovenou vrstvou (tzv. low-E). Navíc obsahují tenké křemíkové amorfní články, laserem opracované tak, aby byly co nejmenší a nejtenčí, a okno tedy propouštělo co nejvíce světla.

Takové řešení nikdy nemůže být dokonalé, a podobné fotovoltaické okno vždy bude pohlcovat část dopadajícího viditelného světla, a ne například pouze UV část slunečního spektra. Což samozřejmě použití do jisté míry limituje. Navíc ztmavovací efekt je poměrně výrazný. Například produkty průkopnické fimry v oboru, Onyx Technology, se pohybují od matných skel až po taková, která propouštějí pouze zhruba 30 procent dopadajícího slunečního záření. To je vhodné do skutečně slunečných oblastí, ale třeba v našich zeměpisných šířkách by to pro řadu použití bylo příliš.

Výkon takového systému také není nijak závratný. Podle kalkulátoru na stránkách výrobce by očekávaná roční výroba z jednoho čtverečního metru kolmé fasády směřující na jih měla činit něco přes 30 kWh elektřiny. To je zhruba čtvrtina až pětina hodnoty, kterou bychom měli očekávat u stejné plochy běžných panelů. Je to důsledek nejen o něco nižší účinnosti samotných průhledných tenkovrstvých panelů, ale také nevhodné orientace většiny fasád. Pokud by střecha měla sklon 45°, výroba by byla téměř dvojnásobná.

Na druhou stranu, fasáda je prostor zdarma, a pokud bude tato technologie zajímavá ekonomicky, nízká účinnost nemusí být překážkou. Navíc především v kancelářských budovách dává takový doplněk jasný smysl: v době, kdy svítí slunce, bývá jejich chlazení nezbytné, a elektřina „zdarma“ se tak rozhodně může hodit.

V tomto ohledu ovšem příliš jasno nemáme. Onyx Solar uvádí, že její produkt je v některých případech jen o deset procent dražší než skla s pokovenou vrstvou, ale z jeho materiálu není přesně jasné, jak srovnávání probíhalo, a jaký produkt byl pro srovnání použit. O ekonomické stránce tedy je těžké hovořit – byť samozřejmě výrobcem udávané hodnoty v jeho kalkulátoru vycházejí nepříliš překvapivě poměrně dobře a slibují finanční návratnost řádově během několika let podle místních podmínek.

Přichází konkurence

Více ukáží až konkrétní zkušenosti, kterých by mohlo v příštích několika letech začít poměrně rychle přibývat. Na trh se chystají i další subjekty. První v závěsu za Onyx Solar by mohla být americká společnost SolarWindow Technologies, která v srpnu loňského roku podepsala licenční smlouvu na svou technologii výrobci oken Triview Glass Industries.

SolarWindow články na okna nanáší v několika „nátěrech“, v polymerových vrstvách. Jde o tzv. organické fotovoltaické články, které mají obecně nižší účinnost než křemíkové (rekord je necelých 12 procent). Ovšem jejich výroba je teoreticky poměrně jednoduchá (v tomto případě nástřikem několika vrstev na sklo), a mají i další pro okna zajímavou vlastnost: mají úzké absorpční pásy, a tak lze připravit články absorbující v podstatě jen vyhrazené části spektra (například infračervené), aniž by došlo ke ztrátě průhlednosti ve viditelném spektru.

SolarWindow tvrdí, že mohou na trh dodávat okna, která propouštějí zhruba 85 procent viditelného světla a budou mít přibližně srovnatelnou účinnost jako tenké křemíkové články. Otázkou zůstává trvanlivost této technologie. Organické články totiž obecně příliš dlouho nevydrží, a pokud by se po několika letech měly měnit či obnovovat, jen těžko si dokážeme představit, že by se mohly vyplácet.