Farmy fotowoltaiczne
Wykorzystywanie energii słonecznej
Technologia solarna nie jest nowym zagadnieniem, jej historia sięga aż VII w. p.n.e. Wczesne wykorzystanie energii słonecznej koncentrowało się na ogrzewaniu i pasywnym wykorzystaniu słońca – od przemyślanego umiejscowienia drzwi i okien, po ogrzewanie przedmiotów, które zatrzymują ciepło przez noc. Takie działanie miało na celu zapewnienie budynkom jak największej ilości ciepła.
Wynalezienie ogniwa słonecznego zapoczątkowało zmiany w produkcji energii, która będzie rozkładana na czynniki pierwsze przez różnych fizyków i inżynierów przez setki kolejnych lat. Opowieść o energii słonecznej jest fascynującą historią innowacji i postępu.
Pierwszy na świecie „kolektor słoneczny” został zaprojektowany i skonstruowany w 1767 roku. Szwajcarski naukowiec Horace-Benedict de Saussure dokonał tego odkrycia podczas testowania energii cieplnej, głównie pary wodnej.
Skonstruował on izolowane pudełko z otworem i trzema warstwami szkła, które powiększało ciepło słoneczne do temperatury przekraczającej 110 stopni Celsjusza.
1839 rok to kamień milowy w historii ewolucji energii słonecznej. Francuski fizyk Edmond Becquerel odkrył efekt fotowoltaiczny podczas eksperymentów z ogniwem zbudowanym z metalowych elektrod w przewodzącym roztworze. Zauważył, że ogniwo produkowało więcej energii elektrycznej, gdy było wystawione na działanie światła.
Prawie 50 lat po odkryciu efektu fotowoltaicznego, w 1883 roku, amerykański wynalazca Charles Fritz stworzył pierwsze działające selenowe ogniwo słoneczne. Chociaż w nowoczesnych panelach słonecznych używamy krzemu, ogniwo to było prekursorem technologii stosowanej obecnie.
Budowa paneli słonecznych
Podobnie jak w przypadku każdej nowoczesnej i rozwijającej się technologii, szczególnie w przestrzeni energetycznej, panele słoneczne występują w wielu odmianach wykorzystywanej budowy, subkomponentów i typów. Ich najczęstsze rodzaje to:
Monokrystaliczne panele krzemowe
Monokrystaliczne panele krzemowe wykonane z pojedynczego kryształu. Są one najwydajniejszymi, ale zarazem najdroższymi panelami słonecznymi.
Polikrystaliczne ogniwa krzemowe
Składające się z wielu kryształów krzemu połączonych ze sobą. Nie są one tak wydajne, jak panele monokrystaliczne, ale to tańsze rozwiązanie dla dachowych instalacji solarnych.
Cienkowarstwowe ogniwa słoneczne
Cienkowarstwowe ogniwa słoneczne złożone z krzemu amorficznego. Materiał ten czyni je najbardziej elastycznymi panelami słonecznymi, ale przy tym najmniej wydajnymi.
Panele fotowoltaiczne
Panele fotowoltaiczne składają się z 6 części. Na przestrzeni lat elementy te zostały udoskonalone w celu poprawy wydajności, trwałości i obniżenia kosztów produkcji. Proces ten sprawia, że koszt paneli słonecznych z roku na rok stale spada.
- Rama aluminiowa
- Szkło hartowane
- Materiał hermetyzujący, np. folia EVA
- Ogniwa krzemowe
- Blacha tylna
- Puszka przyłączeniowa zawierająca przewody 12 V
Jak powstaje energia?
Panele słoneczne składają się z 60 lub 72 ogniw krzemowych.
Kiedy światło słoneczne uderza w te ogniwa, elektrony w krzemie na poziomie atomowym zostają uwolnione i wprawione w ruch. Prąd elektryczny to po prostu ruch lub przepływ elektronów w tym samym kierunku. Najlepiej znanym z życia przykładem tego zjawiska jest błyskawica, będąca niczym innym, jak nagłym przepływem elektronów przez nagromadzony ładunek w chmurach lub pomiędzy chmurami a ziemią.
Farmy fotowoltaiczne wytwarzają energię słoneczną wyłącznie w celu bezpośredniego dostarczania energii do sieci. Energia słoneczna obecnie coraz częściej staje się jedną z najpopularniejszych form wytwarzania energii elektrycznej. Pod względem popularności i tempa rozwoju wyprzedziła tradycyjne źródła energii, takie jak węgiel.
Typowa farma słoneczna składa się z ogromnych matryc paneli słonecznych ustawionych na otwartych gruntach rolnych. Farmy wykorzystują panele fotowoltaiczne, które przekształcają energię fotonów światła słonecznego w energię elektryczną. Kiedy foton uderza w panel półprzewodnikowy, jego energia jest absorbowana i uwalniany zostaje elektron, który tworzy prąd elektryczny.
Dlaczego fotowoltaika jest ważna?
Energia słoneczna jest kluczem do czystej energii w przyszłości. Każdego dnia słońce wytwarza ogromne ilości energii, dlatego właśnie jako Wento inwestujemy w farmy fotowoltaiczne. Dzięki nim zmniejszamy naszą zależność od paliw kopalnych.
Energia słoneczna – czyste źródło
Podczas wytwarzania energii elektrycznej za pomocą paneli słonecznych do atmosfery nie są emitowane żadne gazy cieplarniane. Słońce dostarcza więcej energii niż kiedykolwiek będziemy potrzebowali, zatem energia elektryczna z paneli słonecznych jest bardzo ważnym źródłem w dążeniu do produkcji czystego prądu. Po zainstalowaniu paneli słonecznych, koszty operacyjne są dość niskie w porównaniu z innymi formami wytwarzania energii. Paliwo nie jest wymagane, a to oznacza, że energia słoneczna może wytwarzać duże ilości prądu bez niepewności i kosztów związanych z zapewnieniem dostaw paliwa.
Inwestycja a środowisko
Zmniejszają
zależność
od paliw kopalnych
Pozytywnie wypływają
na utrzymanie różnorodności
biologicznej terenu
Nie emitują hałasu
szkodliwego dla
ludzi i zwierząt
Nie wydzielają
szkodliwych dla
środowiska zanieczyszczeń
Nie generują
odpadów
Do produkcji 1 MWh energii konieczne jest zużycie (aż) około 440 kg węgla!
Dla porównania, przykładowa instalacja PV o mocy 1 MW wytwarza około 1100 MWh energii rocznie, co ogranicza zużycie węgla o ok. 484 ton rocznie.
Energia ta wystarczy, by zasilić przez rok ok. 400 gospodarstw domowych. Średniej wielkości inwestycja – 50 MW – zaspokaja roczne zapotrzebowanie miasta wielkości Sandomierza!