Preskočiť na obsah Preskočiť na pätu (NCP VaT)
VEDA NA DOSAH – váš zdroj informácií o slovenskej vede

Zlepšená solárna energia z Česka: Vynález by mohol nahradiť atómové elektrárne

Lenka Dudlák Sidorová

Český výskumník vyvinul technológiu, ktorá niekoľkonásobne zvyšuje výkon a účinnosť súčasných solárnych článkov a otvára cestu ku skutočnej energetickej sebestačnosti bez jadrového odpadu a všetkých jeho rizík.

Slnko cez polarizačný filter - fotomontáž. Zdroj pozadia: iStock.com/Алексей Филатов; Slnko: iStock.com/Olga Prozorova

Základom novej technológie solárnej energie je šošovka. Fotomontáž. Zdroj pozadia: iStock.com/Алексей Филатов; Slnko: iStock.com/Olga Prozorova

V čase, keď svet čelí energetickým výzvam a hľadá udržateľné alternatívy k fosílnym palivám aj k jadrovej energii, suverénne prichádza český inovátor Jan Sehnoutek s konceptom, ktorý môže zmeniť pravidlá hry. Na vlastnú päsť, bez podpory veľkých firiem či štátneho aparátu vyvinul a ďalej vyvíja technológiu, ktorá by mohla zásadne ovplyvniť budúcnosť solárnej energetiky, a s výkonom, ktorý v niektorých parametroch súťaží s jadrovým reaktorom. Pritom zostáva ekologický, prístupný a ekonomicky nenáročný. Jeho zdroj nie sú vodíkové články ani atómové jadro. Je to Slnko.

Rozhovor s týmto výskumníkom odhaľuje nielen podstatu jeho technológie, ktorú nazýva „solárne jadro“, ale aj neľahkú cestu jednotlivca, ktorý bojuje s legislatívnymi prekážkami, s nedostatkom financií a zároveň posúva hranice efektivity solárnych článkov niekoľkonásobne ďalej, než sú súčasné svetové štandardy, ktoré určujú mnohé prominentné výskumné ústavy po celom svete.

Za jednoduchým optickým princípom sa skrýva prepracovaný systém, ktorý by mohol umožniť energetickú sebestačnosť domácností, a to s minimálnymi vstupnými nákladmi a s vlastnou prevádzkou. Podľa autora nový systém vykazuje také podstatné známky inovácie celosvetového charakteru, že už ide aj o nomináciu na Nobelovu cenu.

V článku sa dočítate:

  • či by mohla slnečná energia nahradiť jadrovú,
  • ako zlepšená technológia solárnej energie funguje,
  • ako sa robí výskum na vlastnú päsť,
  • do akej miery by bola táto technológia stabilná v zime,
  • ako sa skončilo testovanie,
  • aká je cenová dostupnosť novej solárnej technológie pre bežných ľudí,
  • či má technológia A1 ENERGY® ešte potenciál zvýšiť výkon.

Solárne jadro

V akom štádiu sa teraz nachádzate?

Už mi bolo udelených niekoľko patentov na rôznych úrovniach, z toho minimálne dva, ktoré mali svetové prvenstvo. No keďže som jednotlivec, nemal som zatiaľ dosť prostriedkov, aby som sa hlásil o patent aj v ďalších krajinách.

Stále však za veľmi obmedzených podmienok vyvíjam nové, výkonnejšie formy tejto solárnej technológie.

Veľmi ma zaujal pojem solárne jadro. Čo presne predstavuje v kontexte vašej technológie?

Ide o môj pracovný výraz, ktorý som priradil k najvyššej úrovni technického riešenia A1 ENERGY®, kde som za pomoci jednoduchej optiky minimálne dvojnásobne zvýšil výkon v súčasnosti vyrábaného fotovoltického článku. Vo svete prebiehajú intenzívne snahy o zvýšenie výkonnosti solárnych panelov, podarilo sa to o tri až päť percent, ale moje riešenie sa pohybuje pri niekoľkých stovkách percent.

Bolo by možné pri určitej konštrukcii vašej technológie dosiahnuť podobný výkon ako pri jadrovej výrobe energie?

Áno. Osobne tomu už verím. Koncept solárneho jadra je už spracovaný patentovou prihláškou v nemeckom Norimbergu ako „solárny hranol“. V prípade tejto technológie sa už blížime k údajom o výkone, ktoré v určitej fáze dokážu atakovať výkon jadrového reaktora.

Čiže keby sa táto malá konštrukcia postavila vo veľkosti jadrového zariadenia, pravdepodobne dôjde k výraznému priblíženiu výkonov. Lenže v tomto prípade by išlo o skutočne ekologické riešenie bez ekonomicky náročných vstupov a bez problematického odpadu.

V optimálne prispôsobenej veľkosti môžu mať ľudia toto zariadenie na dome, na záhrade, môžu byť úplne sebestační a vyhnúť sa prípadným plošným výpadkom energie. Navyše môj systém dokáže v obmedzenom množstve generovať elektrinu aj v noci.

Nová solárna technológia Spojených arabských emirátov v modrej farbe v kompozícii budovy. Zdroj: Jan Sehnoutek

Nová solárna technológia Spojených arabských emirátov v modrej farbe v kompozícii budovy. Zdroj: Jan Sehnoutek

Zariadenie dokáže sledovať slnko

V čom spočíva podstata tejto technológie?

Podstata spočíva v tom, že som pred klasický fotovoltický článok predsunul optickú šošovku a tým som viac osvietil jeho absorpčnú plochu. Úplne jednoduchým fyzikálnym princípom som tak docielil niekoľkonásobne väčší výkon klasického fotovoltického článku. Podarilo sa mi teda slnečné lúče spojiť a osvietiť fotovoltický článok intenzívnejšie. Technológiu je možné používať v rôznych formách, či už ako energetický zdroj pre budovy, alebo na nabíjanie menších zariadení ako mobilu či kosačky.

Zariadenie by malo minimalistický vzhľad, nepokrývalo by celé strechy a polia ako súčasné panely. Dalo by sa jednoducho dizajnovo alebo takmer neviditeľne zakomponovať do objektov a bolo by tým aj chránené pred poveternostnými vplyvmi. Dnešné PV-panely sú napríklad pre sneh z veľkej časti vyradené z prevádzky a pri ich obrovskej ploche je nemysliteľné ich vždy a opakovane chodiť obmetať od snehu.

Pri koncepte solárneho jadra ide o navýšenie výkonu fotovoltického článku v ploche. Dnes sa výkony fotovoltických článkov alebo panelov počítajú z plochy. Ja som túto plochu skrátil a dal som ju do 3D, teda rozšíril som ju do hĺbky. Z niekoľkých fotovoltických článkov som vytvoril hranol, čím som dokázal vytvoril niekoľkonásobne väčšiu plochu, ale osou dolu. Cez optickú šošovku sa slnečné lúče koncentrujú do fotovoltického článku a v hĺbke konštrukcie sa s touto energiou pracuje ďalej. Tento koncept ešte v praxi nie je otestovaný, ale podľa výpočtov a konzultácií s inými odborníkmi by mal fungovať a ušetril by množstvo miesta. Toto potvrdzujú už aj prvé úspešné testy základného konštrukčného riešenia.

Nová solárna technol´´ogia založená na šošovke aplikovaná na strechu auta. Zdroj: Jan Sehnoutek

Nová solárna technológia založená na šošovke, aplikovaná na strechu auta. Zdroj: Jan Sehnoutek

Išlo by o jednu veľkú šošovku alebo o viacero menších, ktoré by sa vložili do klasického panelu?

V mojom systéme už nemusíme pracovať s klasickými panelmi. Môžeme používať tenké pásiky alebo zakrivené plochy. Je možné ich aplikovať aj do karosérie auta, pričom kopíruje jeho tvar, takže v slnečných krajinách asi už nebude potrebné automobily dobíjať v dokovacích staniciach, pretože sa budú dobíjať za jazdy. Možno by sa už dalo hovoriť aj o nekonečnom dojazde. Takže je tu oveľa viac možností než pri klasickom paneli, ktorý je veľký, ťažký a potrebuje veľký podstavec. A pokiaľ sa zníži jeho účinnosť, musí sa nahradiť celý. Pri mojej technológii to tak nie je: menia sa iba malé a lacné komponenty.

Môj systém navyše môže využívať slnečnú energiu od východu slnka až po západ, lebo dokáže slnko po celú jeho viditeľnú dráhu sledovať. Takže okrem toho, že dokážem niekoľkonásobne zvýšiť samotný výkon článku, predĺžim jeho pracovný čas tak, aby mohol pracovať 16 až 18 hodín denne a nemusí čakať dve-tri hodiny do optimálneho uhla slnečných lúčov, ako je to pri klasických paneloch. Aj táto skutočnosť vývojovo posúva moju technológiu na desiatky rokov dopredu.

Schéma konštrukcie pouličnej lampy, ktorá zachytávať slnečné lúče po celom obvode. Zdroj: Jan Sehnoutek

Schéma konštrukcie pouličnej lampy, ktorá zachytáva slnečné lúče po celom obvode. Zdroj: Jan Sehnoutek

Ako by sa vaša technológia otáčala za slnkom?

Závisí to od konštrukcie, ktorá by fotovoltický článok alebo konkrétny konštrukčný prvok držala. Môžeme si pomôcť umiestnením v ploche, v krivke alebo v karosérii auta, dá sa s tým rôzne pracovať. Ďalšou možnosťou je umožniť konštrukcii pohyb pomocou malých servomotorov alebo svetelných senzorov, a to v akejkoľvek veľkosti.

Do akej miery by bola táto technológia stabilná v zime, keď je slnečného svetla menej?

Vďaka tomu, že táto technológia dokáže počas krátkeho času veľmi intenzívne generovať elektrinu, potom je to otázka batérií – teda skladovania energie, ktorých vývoj ide vo svete paralelne rýchlo dopredu.

Napriek obmedzenému slnečnému svitu by mala technológia A1 ENERGY® pokryť spotrebu minimálne základných spotrebičov aj počas zimy. Predpokladá sa napríklad aj možné vyhrievanie priľahlých vonkajších komunikácií elektrickými rohožami proti zľadovateniu. V letnom období bude nová solárna technológia taká výkonná, že bude môcť energeticky obsluhovať priľahlé spotrebiče ako bazény, nabíjačky áut a elektrobicyklov a, samozrejme, aj vonkajšie osvetlenie a tým zvyšovať bezpečnosť. Objekty s touto technológiou by mohli byť automaticky zaraďované do tej najlepšej energetickej kategórie: „aktívne“.

Úspešné testovanie

Spomínali ste, že ako fyzická osoba máte obmedzené zdroje. Podarilo sa vám už postaviť prototyp tejto technológie?

Pred niekoľkými rokmi už došlo k testovaniu mojej technológie v spolupráci s Technickou univerzitou ČVUT v Prahe, kde sa moje predpoklady potvrdili a existujú z týchto testov aj protokoly. Svoju technológiu som konzultoval aj s britským profesorom Dr. Lukom Robinsonom, jednou z najväčších kapacít, ktorý robí prednášky o solárnej energii na viacerých univerzitách vo svete.

Graf merania výkonu. Zdroj: Jan Sehnoutek

Graf merania výkonu. Zdroj: Jan Sehnoutek

Teraz stojím pred otázkou aplikácie a hľadám investorov, s ktorými by som mohol vytvoriť reálne prototypy, ktoré by mohli byť okamžite zaradené do sériovej výroby, čo bude určite hospodársky a technologický prelom v danej oblasti. O ekonomickom prospechu ani nehovorím.

Využívam svoju päťdesiatročnú prax technológa, veľa vecí si viem urobiť sám, aby to išlo rýchlejšie do praxe.

Vyzerá to veľmi atraktívne. Prejavil už nejaký investor záujem o túto technológiu?

Áno, mal som už viacero ponúk od investorov, ale v Českej republike je v tejto oblasti veľký legislatívny problém, vláda totiž primárne podporuje jadrovú energiu. Preto sa bude musieť nájsť investor zo zahraničia, možno aj zo Slovenska alebo z inej krajiny. Som preto pripravený svoje mimoriadne výsledky aplikovať a ďalej rozvíjať, bohužiaľ, v inej krajine než rodnej (k Slovensku ho viaže zvlášť vrelý vzťah: našiel si tu životnú partnerku, ktorú veľmi miloval, pozn. red.)

Možno najpokrokovejší sú Nemci a Japonci; Američania sú zase ochotní investovať.

Áno, ale musel by som byť ako autor priamo tam v ich krajine, nebudú podporovať moju prácu tu v Česku, kde sú riziká spojené s legislatívou a prípadným porušením zákona v tomto smere veľmi vysoké až devastujúce.

Čo sa týka Nemecka, som v kontakte s výskumným ústavom Fraunhofer Institute, ktorý patrí k najlepším na svete. Tam som konzultoval výsledky svojej technológie, ktoré podporila aj bývalá nemecká kancelárka Angela Merkelová. Taktiež za mnou do Bruselu pricestoval japonský zástupca vlády, s ktorým som tiež hovoril o možnostiach ďalšej spolupráce.

Ako dlho ste pracovali na projekte?

Vďaka môjmu konštrukčnému mysleniu mi viac išlo o samotný princíp jednotlivých prvkov a ich zloženia, aby to fungovalo samo osebe než o presné výpočty. To už je práca fyzikov a matematikov, mne išlo o to, aby bola funkčná podstata. Na novej solárnej technológii pracujem za veľmi ťažkých podmienok, ktoré majú vplyv aj na moje súkromie, intenzívne asi dvadsať rokov.

„Na tejto planéte žijú ľudia, ktorým záleží na tom, koľko druhých zabijú, potom sú tu ľudia, ktorí tento svet ťahajú dopredu. Žiaľ, týchto je omnoho menej a s minimálnym vplyvom.“

Nízka cena

Bola by táto technológia cenovo dostupná pre bežných ľudí?

Určite áno. Zvolil som materiály, ktoré sú v halierových hodnotách, takže za „pár eur“ si človek môže zostaviť konštrukciu, ktorá bude výrazne lacnejšia ako súčasné veľké panely s masívnymi držiakmi.

Navyše ak sa v tomto systéme niečo pokazí, mení sa akurát malý fotovoltický článok, netreba vymeniť celý panel. Takže aj vďaka takémuto servisu vznikajú veľké ekonomické úspory. To sa týka aj následnej recyklácie.

Plánujete túto technológiu ešte nejako zlepšovať?

Áno, pre investora mám pripravených ešte niekoľko variantov, vďaka ktorým by sa mohol držať veľmi dlho na svetovej špičke.

Jan Sehnoutek. Zdroj: Jan Sehnoutek

Jan Sehnoutek. Zdroj: Jan Sehnoutek

Aká bola vaša profesia pred tým, ako ste sa začali venovať solárnej energii?

Pôvodne som truhlár, absolvoval som všetky stupne vzdelávania až po vysokú školu na Slovensku. Milujem drevo. Dumanie nad prevažne blízkymi oblasťami, konštrukciami a materiálmi v oblasti bytovej kultúry, stavebníctva a komfortu bývania ma postupne priviedlo do energetiky.

Pred rokmi som vyvinul s mokrou technológiou systém malých rodinných domčekov pre mladých ľudí (A1 ENERGY® „STEP BY STEP“), aby si ho mohli postupne zväčšovať, podľa toho, ako sa im bude rozrastať rodina a koľko budú mať peňazí. Ten bol ocenený na Salóne patentov a nových technológií v Ženeve ako jeden z najlepších systémov pre začínajúce bývanie na svete. V Česku sa ich úspešne zrealizovalo už za asi miliardu českých korún (40 miliónov eur). Rovnako čaká na svojho investora, ale už za účasti novej solárnej technológie A1 ENERGY®, čo ho nekompromisne povýši o niekoľko stupňov vyššie pred ostatnými ponukami domčekov.

Domček s možnosťou postupnej dostavby BARBARA Bungalow. Zdroj: Jan Sehnoutek

Domček s možnosťou postupnej dostavby BARBARA Bungalow. Zdroj: Jan Sehnoutek

Aby som ho ešte nejako rozvinul a udržal na špičke, začal som sa venovať tomu, ako zlepšiť energetickú stránku týchto domčekov, aby mladí ľudia nemuseli platiť veľké náklady za elektrinu, mohli žiť slušne a vyhli sa tak všetkým negatívnym vplyvom súčasnosti spojených práve s bývaním. Nedávno som dokončil ďalší systém unikátnej stavebnice veľmi kvalitných domčekov Čekves® „BARBARA“, ktorý nielen viac sprístupňuje dosiahnuteľnosť bývania mladým, ale nekompromisne prekonáva súčasne bežne používané klasické stavebné technológie, ako napríklad tehly alebo tvárnice, tým, že má vo svojom obvodnom plášti päť skiel namiesto v súčasnosti používaných dvoch až troch skiel.

(LDS)

Vizitka

technológ, dizajnér, konštruktér a vynálezca

Jan Sehnoutek | technológ, dizajnér, konštruktér a vynálezca

Je celoživotný technológ, dizajnér, konštruktér a vynálezca. Jeho najväčším projektom je – okrem niekoľkých zásadných inovácií spojených s novými stavebnými systémami a komfortom bývania – zlepšená technológia na výrobu solárnej energie A1 ENERGY®. Kladie dôraz na čo najvyššiu dostupnosť bývania a komfort mladých a ich maximálnu energetickú samostatnosť, aby mali viac času pre seba a svoju rodinu.

CENTRUM VEDECKO-TECHNICKÝCH INFORMÁCIÍ SR Ministerstvo školstva, výskumu, vývoja a mládeže Slovenskej republiky

Mediálni partneri

ÁMOS vision FonTech Startitup