Efekt fotowoltaiczny

Fotowoltaika jest dziedziną nauki zajmującą się przetwarzaniem światła słonecznego na energię elektryczną przy wykorzystaniu efektu fotowoltaicznego. Zjawisko to polega na powstawaniu napięcia elektrycznego, kiedy energia promieniowania słonecznego zostaje przechwycona przez materiał ogniwa słonecznego. Mówiąc ściślej, energia promieniowania słonecznego (fotonów) wybija elektrony z atomów materiału, z którego zbudowane są ogniwa (najczęściej jest to krzem). W rezultacie następuje ich przeskok do następnego atomu, co powoduje całą reakcję, podczas której wytwarzana jest energia elektryczna.

Urządzenia do przekształcania energii słonecznej

Panele fotowoltaiczne (słoneczne) są to urządzenia, które wykorzystują właśnie wyżej wymieniony efekt fotowoltaiczny do wytwarzania energii elektrycznej. Często mylone przez osoby niezaznajomione z tematem z kolektorami słonecznymi (potocznie nazywane solarami), które służą tylko do wytwarzania ciepłej wody użytkowej. Panele fotowoltaiczne mają bardzo szerokie zastosowanie: mogą samodzielnie zasilać całe gospodarstwa domowe, spółdzielnie mieszkaniowe, zakłady przemysłowe i inne wielkie budynki. Bez wątpienia mogą także wspomagać energetykę wielkoskalową, przyjmując kształt elektrowni fotowoltaicznych (tzw. farm słonecznych). Lokalizuje się je na gruncie, czy, jak to już w niektórych krajach bywa, na akwenach wodnych. Nieprzerwalnie od swoich początków odgrywają ogromną rolę w inżynierii kosmicznej. Obecnie, za sprawą komercjalizacji, zasila się nimi już także lampy uliczne, ławki z możliwością ładowania podręcznych urządzeń elektrycznych, czy stacje ładowania, coraz to bardziej zyskujących na popularności, samochodów elektrycznych.

Pozyskiwanie energii słonecznej

Przewagą energii ze Słońca nad pozostałymi odnawialnymi źródłami jest przewidywalność jej pozyskiwania przy stale malejących kosztach urządzeń, skorelowanych z ich stale wzrastającą wydajnością. Słońce zawsze zaczyna oddawać energię o określonej porze roku w ściśle określonych godzinach, na danej szerokości geograficznej. Na podstawie wieloletnich pomiarów średnich wartości nasłonecznienia dla poszczególnych regionów można wyliczyć zwrot z inwestycji w instalacje fotowoltaiczne z dokładnością do pojedynczych lat. Oczywiście przy produkcji energii słonecznej występują takie niekorzystne czynniki jak zachmurzenie, jednak w skali roku ulegają one sezonowości i w dłuższej mierze pokrywają się z danymi z lat poprzednich.

Potencjał energetyki słonecznej jest teoretycznie nieograniczony. Teoretycznie, bo w praktyce do całkowitej dominacji technologii opartych o to odnawialne źródło energii na przeszkodzie stoi brak technologii taniego i skutecznego magazynowania energii. Technologie te, przez wiele dekad, ze względu na trend zużywania paliw kopalnych, nie otrzymywały należnej im uwagi. W rezultacie nie były rozwijane, jak inne dziedziny. Na szczęście w ostatnich latach trend ten całkowicie się odwrócił, a na świecie rozpoczął się nowy technologiczny wyścig. Ma on wprowadzić nas w nową erę – całkowitej elektryfikacji technologii.

Zdjęcie: link

Kategorie: Baza wiedzy