Vyšší účinnost solárních modulů snižuje emise uhlíku na kilowatthodinu během životního cyklu

Solární energie hraje klíčovou roli ve snižování emisí skleníkových plynů, ale výroba solárních modulů vyžaduje energii a suroviny. Zpracování křemíku, výroba skla, výroba hliníku a další přispívají k jejich uhlíkové stopě. Rostoucí podíl solární energie celosvětově a zvyšující se tlak na společnosti, aby snižovaly svou uhlíkovou stopu, činí environmentální dopad solárních modulů důležitějším než kdy jindy.

Vyšší účinnost znamená, že solární moduly mohou generovat více elektřiny ze stejné plochy. Umožňuje také výrobcům použít méně materiálu k dosažení daného výkonu. Obojí může pomoci snížit uhlíkovou stopu solární elektřiny, ačkoli energie a zdroje potřebné k výrobě modulů jsou také důležité.

Environmentální prohlášení o produktech odhalují uhlíkovou stopu solárních modulů

Environmentální prohlášení o produktech (EPD) poskytují nezávisle ověřené informace o environmentálním dopadu produktu. Hodnotí emise spojené se surovinami, výrobou, dopravou a likvidací po skončení životnosti. To umožňuje vyhodnotit uhlíkovou stopu solárních modulů standardizovanými metodami.

Podle nezávisle ověřeného EPD společnosti LONGi způsobuje výroba modulu s kontakty na zadní straně o výkonu 665 Wp přibližně 214 kg emisí CO₂e. Tato hodnota se zvyšuje na 236 kg CO₂e po započtení dopravy, likvidace po skončení životnosti a dalších fází životního cyklu. Výroba a suroviny tak představují přibližně 90 % celkové uhlíkové stopy modulu.

EPD také ukazuje, odkud tyto emise pocházejí. Produkce solárních článků představuje 59,3 % emisí skleníkových plynů ve fázi produktu, následuje sklo s 15,8 % a hliníkové rámy s 14,6 %. Modul váží přibližně 33,2 kg, přičemž sklo tvoří téměř 81 % jeho hmotnosti. Solární články, pro srovnání, váží méně než 0,8 kg, ale představují největší podíl výrobních emisí.

Tato čísla ilustrují, proč jak spotřeba materiálu, tak energie potřebná k výrobě jednotlivých komponent hrají roli při hodnocení environmentálních přínosů vyšší účinnosti modulů.

Vysoce účinné moduly vyžadují méně materiálu pro stejný výkon

Účinnost, vyjádřená v procentech, popisuje, jak velkou část slunečního světla dopadajícího na solární modul je přeměněno na elektřinu. Výkon udává, kolik energie modul může vyrobit za standardních testovacích podmínek. Čím vyšší je účinnost, tím menší plochu modul potřebuje k dosažení určitého výkonu.

Rozdíl je patrný při porovnání dvou modulů se stejným výkonovým ratingem. Modul o výkonu 500 Wp s účinností 20 % potřebuje přibližně 2,5 m² plochy k vygenerování svého jmenovitého výkonu za standardních testovacích podmínek. Pokud se účinnost zvýší na 25 %, modul může dodat stejných 500 Wp s použitím pouze 2,0 m². Jinými slovy, výrobci mohou dosáhnout stejného výkonu s modulem, který je o 20 % menší. To je důležité, protože menší modul obecně potřebuje méně skla, hliníku a dalších materiálů.

U větší solární instalace s kapacitou 100 kWp se tento rozdíl sčítá. Jelikož oba typy modulů dodávají 500 Wp, instalace by vyžadovala 200 modulů bez ohledu na jejich účinnost. Co se mění, je celková potřebná plocha. Moduly s účinností 20 % by pokryly přibližně 500 m², zatímco moduly s účinností 25 % by vyžadovaly pouze 400 m². To šetří 100 m² plochy modulů bez snížení instalovaného výkonu.

Snížení plochy modulů o 20 % také vytváří příležitosti k úsporám materiálů během výroby. Menší moduly mohou vyžadovat méně skla, hliníku a zapouzdřovacího materiálu, což může snížit výrobní náklady a související emise uhlíku. Skutečné úspory však závisí na konstrukci modulu a výrobních požadavcích jeho solárních článků.

Vyšší celoživotní produkce elektřiny může snížit emise uhlíku na kWh

Environmentální přínos vyšší účinnosti závisí také na elektřině, kterou modul generuje po celou dobu své provozní životnosti. Uhlíková stopa solárního modulu na kilowatthodinu ukazuje, kolik CO₂ je emitováno na každou kilowatthodinu elektřiny, kterou vyrobí během svého životního cyklu.

V červenci 2025 navrhlo Společné výzkumné centrum (JRC) Evropské komise společnou metodu měření uhlíkové stopy solárních modulů. Tato metoda zohledňuje emise během výroby a dalších fází životnosti modulu, stejně jako elektřinu, kterou generuje v průběhu času. JRC odhaduje, že uhlíková stopa solární elektřiny se pohybuje mezi 10,8 a 44 g CO₂eq/kWh v závislosti na způsobu výroby modulů a množství elektřiny, které vyprodukují během svého životního cyklu.

Vysoce účinné moduly mohou produkovat více elektřiny ze stejné plochy. To může snížit jejich uhlíkovou stopu na kilowatthodinu, za předpokladu, že dodatečná elektřina vyrovná případné dodatečné emise během výroby.

Jednoduchý ilustrativní příklad ukazuje rozdíl. Dva solární moduly stejné velikosti mají celkovou uhlíkovou stopu během životního cyklu 240 kg CO₂e. První vyrobí 15 000 kWh elektřiny během svého životního cyklu, což vede k 16,0 g CO₂e na kWh. Druhý vyrobí 16 500 kWh, čímž se jeho uhlíková stopa sníží na přibližně 14,5 g CO₂e na kWh. Druhý modul generuje o 10 % více elektřiny během svého životního cyklu a má uhlíkovou stopu na kilowatthodinu o přibližně 9 % nižší.

Celoživotní výkon ovlivňuje uhlíkový přínos

Ačkoli je to velmi dobrý ukazatel, samotná jmenovitá účinnost modulu neurčuje, kolik elektřiny vyprodukuje během několika desetiletí. Technologie solárních článků, místní sluneční svit, provozní teploty a degradace – to vše ovlivňuje celoživotní výstup.

Technologie LONGi s kontakty na zadní straně je navržena tak, aby zlepšila výrobu elektřiny za různých provozních podmínek. Umístěním elektrických kontaktů na zadní stranu solárních článků design eliminuje stínící kov na přední straně a umožňuje více slunečního světla dopadnout na aktivní povrch článku. Navíc nová architektura 0BB (bez sběrnic) ve všech modulech HPBC 2.0 s kontakty na zadní straně dále podporuje efektivní sběr proudu.

Částečné zastínění může také snížit výrobu elektřiny. Moduly LONGi HPBC 2.0 používají technologii Shading Optimizer k omezení ztrát výkonu, když jsou části modulu zastíněny. V srovnávacím testu provedeném CPVT zaznamenal Hi-MO X10 ztrátu výkonu 10,2 % ve srovnání s 36,5 % u referenčního modulu TOPCon za testovaných podmínek zastínění.

Dalším důležitým faktorem je degradace, která popisuje, o kolik se výkon modulu postupně snižuje s jeho stárnutím. Moduly LONGi s kontakty na zadní straně kryté EPD nesou 30letou záruku na výkon. Specifikuje maximální ztrátu v prvním roce 1 % a následnou roční degradaci nepřesahující 0,35 %. Ve 30. roce je garantovaný zbývající výkon 88,85 % původního ratingu.

Společně mohou tyto vlastnosti pomoci udržet vysokou produkci elektřiny po celou dobu provozní životnosti modulu. Podporují také jeho environmentální výkon, protože vyšší celoživotní produkce elektřiny může snížit uhlíkovou stopu na kilowatthodinu.

Environmentální výkon solárních modulů bude stále důležitější s rozšiřováním solární energie celosvětově. Vyšší účinnost může pomoci výrobcům efektivněji využívat zdroje a zlepšit uhlíkovou bilanci solární elektřiny. Pokračující vývoj technologie LONGi s kontakty na zadní straně demonstruje roli, kterou může inovace modulů hrát při snižování environmentálního dopadu solární energie během jejího životního cyklu.