Ak chceme uspieť v oblasti boja s klimatickou krízou, je potrebné zaoberať sa aj produkciou energie. V bežnej domácnosti spotrebúvame najviac energie na ohrev teplej úžitkovej vody, vykurovanie, chladenie, prípravu jedál a osvetlenie. Teplo a elektrickú energiu na Slovensku v podstatnej väčšine tvoríme spaľovaním fosílnych palív. Ak chceme znižovať množstvo vypustených skleníkových plynov do atmosféry, budeme sa musieť v najbližších rokoch poobzerať po lacnom, ekologickom, ľahko dostupnom a uhlíkovo neutrálnom zdroji energie. Najväčším a zároveň najdostupnejším zdrojom energie je Slnko. Pomocou slnečnej energie vieme v domácnostiach zabezpečiť teplú vodu, kúrenie a aj elektrinu. Nezabúdam na vietor a vodu, ale tie sú pre bežné domácnosti o dosť náročnejšie a komerčne menej dostupné. Momentálne je na trhu množstvo kamenných aj internetových predajní, ktoré ponúkajú solárne panely a systémy v rôznych variáciách. Návratnosť takejto investície je rôzna v závislosti od toho, čo je vhodné na naše podmienky. Obchody nám ponúkajú bezplatné odborné poradenstvo, takže nám pomôžu vybrať si, to čo je najvhodnejšie. Sú to riešenia s pripojením do siete bez batérie, alebo s batériou. Ostrovné systémy s batériou. Menšie aj väčšie zostavy. Isté je, že nám to ušetrí financie a aj životné prostredie.
Keď sa povie slnečné kolektory, alebo solárne kolektory, jedná sa po správnosti o zohrievanie vody pomocou slnka. Slnko považujeme za obnoviteľný zdroj energie, ktorý nám dáva energiu zadarmo bez emisií skleníkových plynov. Je však potrebné povedať, že na výrobu solárnych panelov sa spotrebuje materiál, ktorý má svoju uhlíkovú stopu a aj elektrická energia, ktorá je vyprodukovaná aj z fosílnych palív. Na ohrev teplej úžitkovej vody sa používajú v domácnostiach dva druhy kolektorov. Ploché panely sú častejším variantom, kde sa slnečné žiarenie premieňa na teplo. Povrch kolektora je tmavomodrý alebo čierny a tvorí ho tenký plech na ktorom je pripevnený tenký medený meander, cez ktorý prechádza teplonosná nemrznúca kvapalina. Vrchnú časť tvorí sklo ktoré slúži ako ochrana kolektora a na spodnej časti je tepelná izolácia umiestnená na hliníkovej plochej nádobe. Teplonosná tekutina odvádza teplo do zbernej izolovanej nádoby naplnenej vodou. Celý systém poháňa elektrické obehové čerpadlo s nízkou spotrebou energie. Účinnosť solárnych kolektorov na ohrev teplej úžitkovej vody je až 80% v niektorých prípadoch aj viac ako 85%. Kolektor dokáže absorbovať až 95% svetla. Veľmi závisí na umiestnení a sklone panelov a od výrobcu.
Druhým riešením solárnych kolektorov sú trubicové solárne panely, ktoré sú tvorené vákuovými trubicami, vo vnútri ktorých sú umiestnené tenké medené kolektory s rúrkou, v ktorej prúdi teplonosná tekutina. Tieto kolektory sú z celoročného pohľadu výkonnejšie približne o 4% ako ploché a celkovú účinnosť dosahujú na úrovni 50%, dôvodom je menšia absorpčná plocha trubíc. Trubicový kolektor má o 50% menšiu absorpčnú plochu ako ploché kolektory. Počas slnečného počasia sa zohrievajú až na 160 stupňov. Ich hlavnou výhodou je, že produkujú viac teplej vody ako ploché kolektory aj keď je zamračené. Využívajú na to difúzne svetlo. Majú však aj dve nevýhody. Prvou je cena a tou druhou možnosť poškodenia. Trubicové kolektory sú náchylné na mechanické poškodenie hlavne v zimnom období, keď sa na trubiciach nahromadí sneh a ľad. Vplyvom rozťažnosti ľadu sa stáva, že niektoré trubice prasknú. Sú však aj také panely, na ktorých sa dajú jednotlivé trubice vymeniť. Pri použití solárnych kolektorov dokáže domácnosť ušetriť náklady na produkciu teplej vody a ak je systém prepojený s kúrením dajú sa ušetriť aj náklady na vykurovanie.
Slnko sa dá využiť aj na výrobu elektrickej energie. Používajú sa na to fotovoltické panely, ktoré sú zložené z fotovoltických článkov. Pred dvadsiatimi rokmi mali veľkú cenu, ale postupom času sa ich cena dostala na úroveň najlacnejšieho zdroja elektrickej energie. Tiež sú dostupné viaceré druhy týchto panelov, ktoré by sme mohli rozdeliť podľa chemického zloženia. Najčastejšie sa v dnešnej dobe používajú kremíkové fotovoltické články. Tie sa delia na monokryštalické, polykryštalické a amorfné. Monokryštalické panely sú tvorené z jedného kusu kryštálu kremíka a majú najvyššiu účinnosť. Teoretická účinnosť kremíkových článkov je na úrovni 33,16%, ale to je v ideálnych podmienkach. Bežne dostupné panely montované na domy sa pohybujú účinnosťou medzi 20 - 25% pokiaľ ide o čisté kremíkové články. Polykryštalické panely sú vyrobené z viacerých kusov kremíka, ktorý je spojený dokopy natavením. Takto vznikne oveľa menej odpadu pri tvorbe panelov. Ich výhodou je cena a vyššia účinnosť pri zamračenej oblohe z difúzneho svetla. Celková účinnosť je však nižšia, čo znamená, že na rovnaký výkon potrebujeme viacej plochy. Ak máme veľkú plochu strechy, tak by to nemal byť problém. Amorfné fotovoltické články sú vyrobené z tenkej vrstvy kremíka nanesenej na podklad. Môžu byť aj ohybné no vo všeobecnosti majú podstatne nižšiu účinnosť na úrovni 8-9% . Existujú aj ohybné fotovoltické materiály z iného materiálu ako je kremík. Napríklad CdTe, cadmiumteludid a meďindium gálium selén.
Okrem týchto dvoch najväčších skupín ako sú kremíkové a CdTe fotovoltické panely sú aj iné druhy, ktoré iba teraz prichádzajú do reálneho použitia a sú súčasťou aktuálneho výskumu. Vo vesmírnej technológii sa používajú viacvrstvové články, ktoré majú teoretickú úroveň účinnosti s nekonečným množstvom vrstiev 86,8% pri veľmi koncentrovanom slnečnom svetle. V roku 2024 bol najlepší laboratórny výsledok tradičného kremíkového článku na úrovni účinnosti až 27,1% , zatiaľ čo viacvrstvové články v laboratórnych podmienkach preukázali 46% účinnosť. Viacvrstvové články sú odolnejšie na náročné teplotné prostredie vo vesmíre, kde je silnejšie slnečné žiarenie a aj radiácia. Pracujú v teplotách od mínus 100 do plus 350 stupňov Celzia, pričom sa na článkoch vplyvom rozťažnosti tvoria mikrotrhliny Viacvrstvové panely sa používajú aj v bežných domácich podmienkach, ale vzhľadom na ich vyššiu cenu sú používané na špeciálne účely ako je letecký priemysel. Zriedkavo sú používané v náročných architektonických projektoch.
V budúcnosti si dám nainštalovať aspoň malú sadu na výrobu elektrickej energie na dom hlavne na to, aby som znížil spotrebu spaľovania fosílnych palív a plánujem to skombinovať aj s tepelným čerpadlom, keďže momentálne vykurujeme pevným palivom. To bude náš rodinný spôsob boja s klimatickou zmenou.
