Grad: Rijeka (DHMZ)
Danas: -1° 1n
Sutra: -1° -1° 1n
16. prosinca 2018.
Važan projekt

Hrvatska još nije prepoznala Sunčevu energiju. Istodobno, Ruđerovci razvijaju solarne ćelije budućnosti

Foto Denis Lovrović
Foto Denis Lovrović
Autor:
Objavljeno: 30. studeni 2018. u 7:34 2018-11-30T07:34:00+01:00

Ne bavimo se solarnim ćelijama koje svi znaju, nego razvijamo nešto sasvim novo. Tražimo nove materijale, kombinacije materijala koje daju najbolju efikasnost i najbolju stabilnost

Iako se smatra energijom budućnosti, potpuno je besplatna i nama zbog velikoj broja sunčanih dana dostupnija nego europskom sjeveru, solarna energija u Hrvatskoj se gotovo uopće ne koristi. Cijena solarnih modula u startu je visoka, ali se u perspektivi isplati, jer je pogonsko gorivo potpuno besplatno.

Skandinavske zemlje koje ne obiluju suncem to su prepoznale, pa u velikoj mjeri koriste Sunčev potencijal kojim raspolažu. Mi radije koristimo plin, a naše tvrtke koje proizvode solarne module većinu proizvoda izvoze u zapadnu Europu i druge dijelove svijeta.

U Institutu »Ruđer Bošković« uvjereni su da se loša praksa Hrvatske može promijeniti pa rade na novim rješenjima, koja bi s inovacijama mogla donijeti i nižu i prihvatljiviju cijenu proizvoda koji omogućuju korištenje Sunčevih zraka za proizvodnju energije.

Bolja efikasnost 

Uz pomoć sredstava iz Europskog fonda za regionalni razvoj u sklopu poziva »Povećanje razvoja novih proizvoda i usluga koji proizlaze iz aktivnosti istraživanja i razvoja« (IRI), kojeg provode Ministarstvo gospodarstva, poduzetništva i obrta i Hrvatska agencija za malo gospodarstvo, inovacije i investicije (HAMAG – BICRO), tijekom 2019. godine IRB i tvrtka Solvis d.o.o. razvijat će tako inovativne solarne ćelije i module veće efikasnosti od postojećih i to primjenom najnovijih rezultata znanstvenih istraživanja u kreiranju industrijskog proizvoda. Tvrtka Solvis već godinama proizvodi solarne module, a 95 posto proizvodnje ide u izvoz. Računaju da će inovativnim rješenjima »Ruđerovih« znanstvenika postići bolju efikasnost, manje troškove proizvodnje i tako ostvariti dodatni prihod od prodaje inovativnih proizvoda koje bi suradnja s IRB-om trebala iznjedriti u naredne dvije do tri godine.

Foto Denis Lovrović

Projekt koji je sjajan primjer suradnje znanosti i gospodarstva težak je 14 milijuna kuna, a u njemu će sudjelovati 16 »Ruđerovih« znanstvenika, fizičara, kemičara i znanstvenika računalnih znanosti. IRB je dosad ugovorio četiri slična projekta ukupne vrijednosti 35 milijuna kuna, a takvi su projekti ključni za jačanje gospodarstva utemeljenog na inovativnoj proizvodnji, ističe ravnatelj IRB-a, David M. Smith. Dok tvrtka Solvis očekuje da će ovom suradnjom povećati prihode i biti konkurentnija na inozemnom tržištu, u IRB-u računaju s boljim uključivanjem u europski istraživački prostor i dobivanjem novih projekata, jer je istraživanje čiji rezultat ima korisnika jedan od osnovnih preduvjeta za dobivanje EU projekata, ističe jedan od voditelja IRB-ovog tima, znanstveni savjetnik Davor Gracin.

Foto Denis Lovrović

IRB-u ovo nije prva takva suradnja na unapređenju solarnih ćelija, na sličnim projektima rade već gotovo dva desetljeća.

Značajan inovacijski potencijal

Agencija HAMAG-BICRO provela je dosad financiranje od ukupno 800 milijuna kuna za 230 inovativnih projekata čija ukupna vrijednost iznosi 1,7 milijardi kuna. Upravo ovakvi projekti iz gospodarstva i znanstvene zajednice dokazuju da Hrvatska ima značajan inovacijski potencijal i timove koji su spremni uspješno raditi na rješenjima koja imaju potencijal uspjeti na globalnom tržištu – ističu u Agenciji.

IRB do sada u sklopu programa IRI ima četiri ugovorena projekta ukupne vrijednosti oko 35 milijuna kuna. Ovakvi projekti ključni su u procesu jačanja konkurentnosti kroz inovacije i nove proizvode te potvrđuju kako se konkurentno gospodarstvo utemeljeno na inovativnim proizvodima može ostvariti isključivo sustavnom politikom ulaganja u obrazovanje, znanost i gospodarstvo.

– U ovom času, osim ovog aplikativnog projekta, svaki od laboratorija koji u njemu sudjeluju ima poneki znanstveni projekt koji se bavi materijalom pogodnim za korištenje u solarnim ćelijama. Osobito Laboratorij za tanke filmove i Laboratorij materijala za konverziju energije baš su koncentrirani na finalni proizvod, solarne ćelije. Jedino, naše solarne ćelije su velike jedan kvadratni centimetar, a ono što traži privreda nešto je veće – smije se Gracin. Ne bave se, kaže, solarnim ćelijama koje svi znaju, nego razvijaju nešto sasvim novo. Traže se novi materijali, kombinacije materijala koje daju najbolju efikasnost i najbolju stabilnost, a tada, kad se tako nešto pronađe, slijedi posao povećanja skale od kvadratnog centimetra na nešto komparabilno s onim što se sad koristi, objašnjava Gracin.

Tvrtka Solvis proizvodi solarne module, kombinaciju niza solarnih ćelija spojenih zajedno i prekrivenih staklom i folijom. Spajanjem ćelija u modul gubi se ukupna efikasnost, i to za otprilike 16 posto.

– Pokušat ćemo raznim tehnikama nanijeti tanke filmove na površinu stakla koje je inače element u solarnim modulima, a ti će filmovi modificirati ulazno svjetlo, smanjiti refleksiju... Obećali smo smanjiti taj gubitak od 16 posto na polovicu, a možda i više. To je jedan od poslova koji će sigurno dati određeni rezultat – ističe Gracin.

Iskorištavanje škarta 

U Solvisu su se dosjetili da bi se na foliju, koja se nalazi unutar solarnog modula i služi za lijepljenje, mogli nanijeti slojevi koji bi bili korisni za rad solarne ćelije. Planira se i intervencija u proizvodnu liniju, gdje bi se kompjuterizacijom i automatizacijom mogla povećati brzina proizvodnje. Taj dio će razvijati proizvođač uz pomoć znanstvenika s IRB-a. Jedna od planiranih inovacija je i iskorištavanje škarta u proizvodnji solarnih modula, nešto poput reciklaže otpada, što je originalna ideja Solvisovog tima.

– U proizvodnji solarnih ćelija uvijek imate jedan dio škarta. Nešto se jednostavno polomi ili je loše napravljeno. Onda se taj škart baca, stvara se smeće, zagađuje se okoliš. Međutim, dobar dio tih ćelija koje se bacaju je funkcionalan, jedino se ne može gurnuti u standardnu liniju jer pola ćelije ne radi – objašnjava Gracin. Na ideju uporabe škarta došli su u tvornici, smatrajući da bi se oštećene ćelije mogle obrezati ili obraditi, laserski ili na neki drugi način, tako da bi dobar dio ćelije činio novi solarni modul.

Znači li to da će se kompletan škart vraćati u proizvodnju, pitamo?

– Ne znamo još kolika je iskoristivost škarta jer ćete ga jedan put obraditi na ovaj način, drugi puta na drugi način. Tu će trebati elastičnost. Ali činjenica je da dobijete materijal koji je besplatan. Ako se to dobro odradi, efikasnost takvog modula bit će ista kao efikasnost modula u zdravoj ćeliji, kaže. Štoviše, očekuje da bi se iz takvih modula čak mogla dobiti i bolja iskoristivost jer su rubovi u standardnoj ćeliji odrezani, čime se smanjuje aktivna površina, dok se u nekim kombinacijama korištenja dijelova ćelije to može izbjeći.

Novi materijali 

Ruđerov tim efikasnost korištenja solarne energije namjerava povećati korištenjem nanomaterijala i plazmonskih efekata u obradi površinskog stakla. Tako planiraju smanjiti refleksiju i preusmjeriti svjetlost tako da više ne ide okomito na ćeliju nego pod određenim kutom, čime se produžuje optički put i iskoristivost ćelije.

U IRB-ovim laboratorijima rade na pronalasku novih materijala od kojih bi se mogle proizvoditi solarne ćelije. Cilj je pronaći takav materijal koji će biti efikasan i trajan, a po mogućnosti i jeftiniji od postojećih varijanti.

Foto Denis Lovrović

– Sad su »in« kojekakvi organski materijali jer se mogu dobiti jako jednostavnim postupcima. Pomiješate dvije kemikalije i dobili ste solarnu ćeliju u vlastitoj špajzi. Međutim, problem je što te ne traju dugo i nisu efikasne kao silicijeve. Ako i pokazuju neku stabilnost, ne znate hoće li trajati 25 godina ili koliko... Sa silicijevima znate na čemu – veli naš sugovornik.

U svijetu se razvijaju nove komercijalne solarne ćelije koje imaju upola manje efikasnosti u odnosu na silicijeve, ali su za razliku od njih lagane.

– Pretpostavljam da će takve ćelije biti jeftine i da će imati svoju primjenu za neke druge stvari. Stalno pratim razvoj automobilske industrije. Ako imate auto sa svojim akumulatorom, nije vas mnogo briga koliko će vaša solarna ćelija trajati. Ako je možete kupiti jeftino, razapet ćete je na krov automobila pa će vam dopuniti akumulator, ilustrira Gracin.

Upravo je Solvis, kaže, napravio jednu probnu seriju solarnih ćelija pogodnih za automobil, a računice su pokazale da bi se za sunčanog dana takvom ćelijom moglo skupiti energije za relaciju od 20 do 30 kilometara.

– To uopće nije loše, ja s posla i na posao vozim 14 kilometara. Ili ste, na primjer, zapeli negdje, ili idete na piknik pa jednostavno rastegnete solarnu ćeliju da iskoristite Sunčevu energiju za vožnju. Ako je ona jeftina, svejedno je koliko će trajati. Kupite kruh, mlijeko i jednu solarnu ćeliju, zaključuje.

Na IRB-u se trenutačno ispituju tzv. perofskitni materijali koji imaju izuzetno veliku efikasnost, čak veću od silicijevih, no problem je što koriste olovo, koje je otrovno, i kratko traju. Osim toga, ne smiju biti izloženi vlazi. No, ipak je riječ o novim materijalima koji obećavaju, i predmetom su znanstvenih istraživanja.

Može li Hrvatska uopće parirati u ovakvim istraživanjima Europi i razvijenom svijetu koji je u korištenju solarne energije daleko ispred nas? Dr.sc. Gracin smatra da može, ako pronađe pravi način.

– Naravno da na Zapadu imaju puno više novaca, ali uvijek postoji jedna mala niša gdje možete riješiti jedan problem koji svima treba. Ako nekome treba solarni modul žute boje koji će se uklopiti u fasadu, nema razloga da tako nešto ne ponudimo i na inozemnom tržištu, zaključuje IRB-ovac.

Tri laboratorija 

Projekt »Unaprjeđenje solarnih ćelija i modula kroz istraživanje i razvoj« okuplja 16 znanstvenika iz tri laboratorija IRB-a: Laboratorija za tanke filmove kojeg vodi dr. sc. Maja Buljan, Laboratorija materijala za konverziju energije i senzore kojeg vodi dr. sc. Andreja Gajović te Laboratorija za optiku i optičke tanke slojeve kojeg vodi dr. sc. Jordi Sancho Parramon.

Po riječima Maje Buljan, voditeljice u Laboratoriju za tanke filmove, na uređaju za magnetronsko rasprašenje, jednom od kapitalnih uređaja na IRB-u, izrađuju se tanki filmovi i nanomaterijali. Tim se filmovima rade se tankoslojne solarne ćelije ili se stavljaju na postojeće solarne ćelije i tako poboljšavaju efikasnost.

– Koristi se i za izradu stakala koja su zatamnjena, zasjenjena i posebno za izradu fasada. Zato su nam ova istraživanja korisna, jer se rezultati onda mogu implementirati u postojeće proizvode – ističe Buljan.

Koristimo tek 1 posto potencijala

Hrvatska danas koristi jako malo solarne energije, svega jedan posto potencijala. Za znanstvenike IRB-a takva je situacija očajna i treba je hitno mijenjati. Zalažu se za reverzibilne centrale, gdje se Sunčeva energija koristi za pumpanje vode. Solarne ćelije kod takvog sustava pokreću pumpu i povećavaju korisnost, a kad bi se takav sustav iskoristio u hidrocentralama poput Obrovca, cijena bi već, računaju, bila usporediva s cijenom struje koju imamo u mreži. Solarnu bi energiju, smatraju, morali koristiti i tvornički pogoni, koji bi na taj način većinu energije primali od Sunca, a tek povremeno dio koji im fali dopune iz mreže.

Krunoslav Juraić, voditelj projekta, pokazuje nam visokovakuumsku komoru, gdje se deponira tanke slojeve materijala potrebnih za izradu solarne ćelije. Tu se može kontrolirati uvjete depozicije, odnosno svojstva takvih materijala te se tanki slojevi na podlozi mogu dorađivati, teksturirati, kako bi se buduće solarne ćelije poboljšale.

Juraić ističe da veliku ulogu u projektu imaju mladi ljudi na početku karijere koji će nastaviti razvoj tehnologija. Na projektu su već zaposlili troje mladih znanstvenika od kojih će neki u sklopu ovoga projekta raditi i svoj doktorat.

Ljubav i potreba 

Među njima je Vedran Kojić, doktorand koji surađuje u timu Laboratorija materijala za konverziju energije i senzore na čelu s dr.sc Andrejom Gajović. Tu se razvija nova vrsta fotonaponskih ćelija na bazi novih nanomaterijala, koje će iskorištavati drugi dio Sunčevog spektra od onog koji koriste ćelije dostupne na tržištu. Tako će se povećati efikasnost solarnih modula. Za koliko će efikasnost biti veća tek će se utvrditi, ali se procjenjuje da će razlika biti značajna, i do 30 posto.

Na pitanje o tome što mu rad u ovom timu znači, Kojić odgovara kako je takvo iskustvo koje će steći radeći na projektu IRB-a i privatne tvrtke teško bilo gdje drugdje simulirati.

Solvis na listi tisuću tvrtki koje inspiriraju Europu 2018.

Solvis je tvrtka koja se ponosi vezom sa znanošću i inovacijama, i koja je već drugu godinu za redom ušla na listu tisuću tvrtki koje inspiriraju Europu 2018., a koju objavljuje Londonska burza.

– Vjerujem da je ovo početak dugoročne suradnje na inovativnim i zelenim tehnologijama te da ćemo tehnologiju koju ćemo razviti u suradnji s kolegama s IRB-a uspješno ugraditi u naš proizvodni proces. Očekuje se da će projekt pridonijeti povećanju konkurentnosti, raznovrsnosti asortimana proizvoda i povećanju opsega proizvodnje za oko 45 posto u narednih 10 godina – računa direktor Solvisa, Ivan Vadla.

– Za mene kao kemičara rad u energetici, na obnovljivim izvorima energije, definitivno je super stvar. I za mene kao znanstvenika, i za Hrvatsku kao društvo, dobro je da ulažemo u te tehnologije – veli. Dosad se bavio termodinamikom, fizikalnom kemijom, a volio bi se specijalizirati u području na kojem počinje raditi. Svoju budućnost vidi u Hrvatskoj, odgovara bez imalo dvojbe.

– Većina mojih kolega traži europske i svjetske timove. Ja ih razumijem, ali volio bih da postoji ljubav i potreba da dio kadra ostane tu i da znanje koje smo stekli tu u Hrvatskoj, tu i primijenimo. Da, O.K. je otići van naučiti nešto, ali to onda treba primijeniti ovdje – zaključuje Kojić.

Novi list pratite putem aplikacija za Android, iPhone/iPad ili Windows Phone.

HNK Rijeka