Słońce jest gwiazdą naszego układu planetarnego, która produkuje energię w procesach termojądrowych przemian wodoru w hel, zachodzących w wysokiej temperaturze, która pochodzi z jądra słońca. Powstająca na skutek konwersji energia wysyłana jako promieniowanie słoneczne dociera do górnej powierzchni atmosfery jako stała słoneczna w ilości 1,367 kW/m2. Z czego tylko 40% energii dociera do powierzchni planety gdzie jest wykorzystywana w procesie produkcji energii bądź wykorzystywana dla innych potrzeb.
ENERGIA SŁOŃCA – JAK JĄ WYKORZYSTAĆ?
Jednym z popularnych metod wykorzystania energii Słońca jest konwersja energii pochodzącej z promieniowania słonecznego w ogólnie dostępną energię elektryczną do czego służą ogniwa fotowoltaiczne, które inaczej są nazywane ogniwami słonecznymi bądź fotoogniwami. Ogniwa fotowoltaiczne zazwyczaj wykonywane są z często stosowanego w elektronice krzemu (monokrystalicznego lub polikrystalicznego, a w najbardziej zaawansowanej technologii – krzemu amorficznego), który po tlenie jest najbardziej rozpowszechnionym pierwiastkiem na Ziemi występującym między innymi w piasku. Ogniwa monokrystaliczne stosowane są zwykle przy mocach do 150-180 W na jeden panel fotowoltaiczny. Z kolei ogniwa polikrystaliczne są stosowane dla mocy powyżej 200 W w jednym panelu fotowoltaicznym. Produkcja energii elektrycznej za pomocą ogniw słonecznych odbywa się z stosunkowo dużą sprawnością, wynoszącą od 13 do 15%. Ta relatywnie duża sprawność wynika z tego, że energia promieniowania słonecznego ulega zamianie w energię elektryczną bez udziału ciepła.
KORZYŚCI INSTALACJI FOTOWOLTAICZNYCH
Najważniejszą zaletą instalacji z ogniw fotowoltaicznych jest ich lekkość, niezawodność oraz możliwość uzyskiwania darmowej energii elektrycznej o parametrach sieciowych na potrzeby gospodarcze w sposób czysty, cichy i w zasadzie bezobsługowy. Systemy oparte o panele fotowoltaiczne w porównaniu do innych źródeł energii nie wytwarzają uciążliwego hałasu, który stanowi jedyną z barier jakie stoją przed instalacjami wiatrowymi. Budowa systemów składających się z paneli fotowoltaicznych nie wymusza zmian w zagospodarowaniu środowiska naturalnego oraz terenu użytkowego. Identycznie jak i inne naturalne źródła energii również i to umożliwia ograniczenie emitowania substancji szkodliwych oraz zanieczyszczających gazów do środowiska.
ZASTOSOWANIE
Instalacje fotowoltaiczne można stosować niemal w każdym miejscu, do którego dociera słońce. Kluczowym elementem montażu jest kierunek i kąt nachylenia paneli fotowoltaicznych (nie umieszcza się ich na północnej części zbocza wzgórza, jak i na placu gdzie przez większość dnia panuje zacienienie przez budynki czy drzewa). Wymogi dotyczące instalacji fotowoltaicznych wynikają przede wszystkim z miejsca, w którym taka instalację ma zostać umieszczona i celu, do jakiego będzie wykorzystywana. Możliwości zastosowania układów fotowoltaicznych są praktycznie nieograniczone. Instalacje z ogniw fotowoltaicznych stają się coraz bardziej popularne w układach podłączonych bezpośrednio do sieci elektroenergetycznej oraz w autonomicznych systemach prądotwórczych. Zasilają znaki drogowe, lampy uliczne, przekaźniki radiowo-telekomunikacyjne, stacje meteorologiczne, kamery oraz coraz częściej wiele układów urządzeń w zastosowaniach domowych. Ostatnimi czasy bardzo popularne stały się plecakowe panele słoneczne. Dzięki panelowi oraz wbudowanej baterii plecaki mogą użytkownikowi podładować sprzęty elektroniczne. Szacuje się, że każde 3 minuty, jakie plecak spędzi na słońcu, przekłada się na 1% naładowanej baterii w smartphonie. Ogólnie rzecz ujmując to ładowanie przebiega tak szybko, jak przy podłączeniu się do normalnego gniazdka w ścianie.
Ponadto baterie słoneczne często obserwuje się na kempingach lub polach namiotowych, gdzie zasilają one ładowarki, radyjka, telewizory. Co więcej, w trakcie postoju na kempingu ogniwo fotowoltaiczne może zasilać również samochodową lodówkę turystyczną. Niezwykle interesującym zastosowaniem ogniw słonecznych jest zamontowanie ich na jachtach, umożliwiając tym samym ładowanie GPS-u, telefonu satelitarnego, radia czy komputera. Dodatkowo na tak wyposażonym jachcie może być zamontowana lodówka oraz klimatyzacja. To jednak jeszcze nie koniec w kontekście zastosowania ogniw fotowoltaicznych. Jeden ze znanych gigantów budowlanych postanowił wykorzystać jeszcze w tym roku ogniwa fotowoltaiczne z perowskitu do pokrywania nimi fasad budynków oraz ekranów akustycznych. Perowskity to krystaliczne materiały, które mają dużą szansę zdeklasować krzem. Nad ich wykorzystaniem pracują naukowcy na całym świecie m.in. Agencja NASA. Technologia perowskitowa oznacza ogromne korzyści dla deweloperów, najemców budynków oraz społeczności. Możliwość pokrywania całych fasad, łącznie z oknami, ogniwami fotowoltaicznymi, to kolejny krok w stronę zrównoważonego budownictwa. Zastosowanie ogniw fotowoltaicznych z perowskitu przyczyni się do zmniejszenia kosztów i zużycia energii elektrycznej oraz pozytywnie wpłynie na środowisko naturalne.
