S cielom pokryt v buducnosti priblizne 60% spotreby energie na tieto ucely, tu rocny prirastok slnecnych kolektorov predstavuje 10 000 az 15 000 m2. Okrem vody moze v kolektoroch prudit aj vzduch ako teplonosne medium. Toto riesenie je velmi rozsirene hlavne v USA ,nakolko tieto "vzduchove" slnecne kolektory sa daju vyhodne kombinovat s klimatizacnymi zariadeniami. V nasich podmienkach by bolo vyhodne namiesto klimatizacnych zariadeni vyuzivat taketo kolektory v susiarnach napr. v rezorte sluzieb ,lesneho hospodarstva alebo polnohospodarstva. Predovsetkym v polnohospodarstve a v lesnom hospodarstve by bolo mozne znizit spotrebu energie vyuzitim slnecneho ziarenia v letnych mesiacoch, napriklad na susenie dreva alebo polnohospodarskych plodin. Tieto lacne zariadenia mozu byt aj velmi jednoduchej konstrukcie napr. z folii z umelych hmot. Poslednym "vykrikom mody" v oblasti slnecnych kolektorov su tzv. zasobnikove kolektory (vyvinute v Frauenhoferovom Institute pre slnecnu energiu vo Freiburgu). V tychto zariadeniach su zasobnik teplej vody a absorbator integrovane do jedneho stavebneho dielu kolektora, ktory sa takto stane cca 50 cm hruby. Zasobnik pozostava z jednej alebo z viacerych tlakuvzdornych ciernych rurok. Kolektor je pokryty priesvitnou izolaciou, ktora spolu s teplou vodou v kolektore zabranuje zamrzaniu. Z tohoto dovodu moze byt zasobnikovy kolektor pripojeny priamo na vodovodne potrubie ,cim sa vytvori mimoriadne ucinny system. Odpada nutnost instalacie zasobnika vody , tepelneho vymennika, cerpadla a regulacnych obvodov. Instalacia je nenarocna, vyuzitie energie je vyssie a cena je nizsia ako u klasickych kolektorov.

FOTOVOLTAICKE CLANKY

Fotovoltaicke clanky umoznuju priamu premenu slnecneho ziarenia na elektricku energiu. Tento proces je zalozenny na tzv. fotovoltaickom efekte objavenom v roku 1839 Edmundom Bequerelom. Uvedeny jav je charakterizovany priamym vyrazenim elektronu zo svojej obeznej drahy fotonom slnecneho ziarenia. Prvy fotovoltaicky clanok bol vyvinuty firmou Bell Telephone Labs. (USA) v roku 1954. Fotovoltaicky clanok velkosti 100 cm2 s 10 % ucinnostou dokaze za jasneho dna vyrobit 1 watt elektrickej energie. Po prvykrat bol tento proces vyuzity vo vesmirnych druziciach ako zdroj energie pre instalovane pristroje. V dnesnej dobe jednoznacne dominuje uplatnenie v pozemskych podmienkach. V sucasnosti sa na trhu presadzuju tzv. amorfne kremikove clanky nanesene na podklad vo forme tenkeho filmu o hrubke tisiciny milimetra.Tym , ze sa vyzaduje len tak malo aktivneho materialu, je jeden gram kremika schopny , pocas svojej zivotnosti vyrobit porovnatelne mnozstvo elektriny ako jeden gram uranu v atomovej elektrarni!

Navyse kremik sa v zemskej kore vyskytuje 5000 krat castejsie ako uran a pri jeho vyuziti sa neprodukuje radioaktivny odpad. Kremika je na zemi viac ako dost - az polovicu hmotnosti piesku predstavuje kremik. Jeden gram uranu je schopny, pocas svojho stiepenia v jadrovom reaktore uvolnit energiu, z ktorej sa pri 33 percentnej ucinnosti da ziskat 3800 kWh elektrickej energie - t.j. asi tolko elektriny, kolko jej spotrebuje jedna domacnost rocne. Tento potencial je tak velky, ze viedol k tazbe uranu , ktoreho zastupenie v zemskej kore je len 5 : 100 000. Mnozstvo energie, ktore je vsak mozne ziskat z jednej tony uranovej rudy , sa rovna spaleniu 70 ton uhlia. Ako moze amorfny kremik vo fotovoltaickom clanku konkurovat tejto technologii? Obzvlast ked energia uvolnena pri jednom stiepeni jadra uranu je 100 milion krat vacsia ako energia uvolnena fotonom slnecneho ziarenia v kremikovom clanku.

Odpoved je v tom, ze jadro uranu sa moze stiepit len raz, kym fotovoltaicky clanok moze absorbovat fotony a premienat ich na elektrinu az 30 rokov. 15 -percentna ucinnost premeny znamena , ze napr. v Kalifornii , kde slnecne oziarenie dosahuje 250 W na meter stvorcovy, moze jeden gram kremika pocas svojej zivotnosti vyrobit asi 3300 kWh , co je priblizne tolko , kolko ho vyrobi jeden gram uranu. Dnes neexistuje ziadne fyzikalne obmedzenie, ktore by limitovalo mnozstvo vyrobenej elektrickej energie fotovoltaickymi clankami. Teoreticky by vsetku v sucasnosti na Slovensku vyrabanu elektricku energiu (cca 24 miliard kWh) bolo mozne vyrobit fotovoltaickymi clankami dostupnymi uz dnes, pricom plocha potrebna pre tieto ucely by neprekrocila 1% rozlohy polnohospodarskej pody. Prakticka realizacia takehoto projektu by vsak v sucasnosti bola obmedzena vysokou cenou a problemami zviazanymi so skladovanim energie. Navyse ani polnohospodarska poda nie je vhodnou plochou - alternativnym riesenim by mohlo byt vyuzitie striech a stien budov. Ocakava sa, ze sucasna ucinnost fotovoltaickych clankov dostupnych na svetovom trhu - cca 12,5% - sa v najblizsich 20-tich rokoch zvysi na viac ako 50%, co by znamenalo dalsie znizenie narokov na plochu a cenu zariadeni.

Skutocne obmedzenie vyuzitia tychto clankov v dnesnej dobe predstavuje ich cena a poziadavky na cely system. Pri sucasnej urovni cien vychadza elektrina z fotovoltaickych clankov priblizne 3 az 7 krat (v zavislosti na miestnych podmienkach) drahsie ako z uholnej elektrarne. Tento pomer by sa mohol vyrazne zmenit v blizkej buducnosti v prospech fotovoltaickych clankov, ak by sa zvysila ich ucinnost a ak by sa na medzinarodnej urovni pristupilo k zahrnutiu externych nakladov na vyrobu energie z uhlia do jej ceny. Podobne i nove systemy skladovania energie vo forme ucinnych baterii alebo vyuzitia vodika, vznikajuceho pri elektrolyze vody ucinkom jednosmerneho prudu, ako nosica energie mozu eliminovat obmedzenia vyplyvajuce z fluktuacie slnecneho ziarenia v prirode (den-noc, leto-zima). Podla informacii ministerstva energetiky Velkej Britanie by mohla fotovoltaika pokryt spotrebu elektrickej energie v tejto krajine za predpokladu instalovania 6000 km2 fotovoltaickych clankov. Podla tohto zdroja by takato investicia mohla byt efektivna v buducom storoci, pricom sa uvazovalo len s pokrytim stien a striech novych budov. Plocha potrebna na pokrytie celej spotreby by si nevyzadovala dodatocny zaber pody. Avsak aj v pripade poklesu cien fotovoltaickych clankov by zostali problemy so sezonnou variaciou slnecneho ziarenia. Riesenim moze byt tzv. vodikove hospodarstvo (pozri nasledujucu kapitolu).