Siła słońca czyli fotowoltaika.
Termin fotowoltaika odnosi się do konwersji światła na energię elektryczną przy użyciu materiałów wykazujących efekt fotowoltaiczny.
Wiąże się on z wykorzystaniem materiałów półprzewodnikowych, takich jak najbardziej popularny w tej materii, krzem, do pochłaniania energii fotonów – wyjątkowych ze względu na swoją falowo – cząsteczkową naturę, pozwalającą półprzewodnikowi na przekształcenie ich w ładunki elektryczne, które można wykorzystać do wytwarzania energii elektrycznej.
Fotowoltaika jest kluczową i bezpośrednią technologią wytwarzania energii odnawialnej. Jest szeroko stosowana do wytwarzania energii słonecznej w zastosowaniach energetycznych, grzewczych i komercyjnych. Wykorzystanie fotowoltaiki pomaga zmniejszyć naszą zależność od paliw kopalnych i złagodzić wpływ emisji gazów cieplarnianych na środowisko.
Siła słońca czyli fotowoltaika…
Ale czy fotowoltaika to jedyny sposób na „zieloną energię”? Z pewnością na ten moment jest to sposób najbardziej popularny. Należy jednak pamiętać także o innych metodach na wykorzystywanie ogromnych ilości energii, która dociera do Ziemi z najbliższej nam gwiazdy – Słońca. Tej energii w przybliżeniu jest w górnych warstwach atmosfery ponad 1366 W / m2. To w sumie dość niewyobrażalna ilość 174 peta watów. To w atmosferze, na powierzchnię naszej planety, przenika około 50%, a więc prawie 90 peta watów (90 000 terawatów – TW). Mamy zatem 180 W na metr kwadratowy. Oczywiście jej emisja nie rozkłada się równomiernie, najbardziej nasłonecznione obszary leżą wokół równika – w pasie pomiędzy zwrotnikami Raka i Koziorożca. Poniżej zaznaczone na czarno obszary, pokryte ogniwami generującymi energię z promieni słonecznych o efektywności zaledwie 8%, mogłyby zaspokoić globalne zapotrzebowanie na energię.
Warto dodać, że całkowite potrzeby ludzkości wraz z przemysłu i procesami fotosyntezy w biosferze, to maksymalnie około 18 TW! Otrzymujemy więc od Słońca kilka tysięcy razy więcej energii niż cała ludzkość zużywa, codziennie, nieustannie, od tysięcy lat. Z czego potrafimy wykorzystać około dwóch promili – 0,02%. Aby uzyskać pełen obraz tego bogactwa wystarczy wspomnieć, że całość złóż kopalnych na Ziemi szacowana jest na 430 ZJ (Zeta dżuli). To równoważy 56 dni promieniowania słonecznego generatora w naszym Układzie Słonecznym.
Podsumujmy więc metody pozwalające na wykorzystanie energii słonecznej:
1 – wspomniana już fotowoltaika
2 – konwersja foto termiczna – pasywna lub aktywna – wykorzystująca:
2.1 – konwencjonalne, płaskie kolektory słoneczne. Jest to najtańszy sposób pozyskiwania energii ze słońca, ale jednocześnie najbardziej ograniczony. Kolektor płaski jest urządzeniem wykorzystującym promieniowanie słoneczne do zamiany go na niskotemperaturową energię cieplną. To oznacza, że jest przeznaczony prawie wyłącznie do użytku domowego, przyczyniając się do ogrzewania, przygotowania ciepłej wody użytkowej, podgrzewania basenów i podobnych zastosowań.
2.2. – próżniowe kolektory słoneczne. Podobnie jak w przypadku kolektora płaskiego, ten typ kolektora wykorzystuje promieniowanie słoneczne do zamiany go na energię cieplną. Z tą różnicą, że kolektor ten składa się z oddzielnych odcinków płyt umieszczonych w próżni w szklanych rurkach. Minimalizuje to straty spowodowane emisją podczerwieni. Pomimo tego, że jest bardziej wydajny niż kolektor płaski, jego zastosowanie pozostaje w sferze domowej.
3 – wykorzystanie zjawiska koncentracji liniowej – to zbudowana z luster lub soczewek skupiających duże ilości światła słonecznego na bardzo małej powierzchni. Wytwarzanie energii elektrycznej jest możliwe, gdy to ciepło, poprzez turbinę parową, zostanie podłączone do generatora prądu.
4 – wykorzystanie zjawiska koncentracji w systemach centralnej wieży słonecznej – energia ze światła słonecznego koncentrowana jest w taki sam sposób jak w elektrowniach o charakterystyce liniowym, z tą różnicą, że tego typu elektrownie służą wyłącznie do pozyskiwania energii cieplnej. W centralnej wieży wykorzystuje się skoncentrowane światło słoneczne do podgrzewania płynów do wysokich temperatur zdolnych do zatrzymania energii cieplnej do późniejszego wykorzystania lub do uruchomienia turbiny parowej.
Dwie ostatnie metody stosuje się często jako alternatywy dla fotowoltaicznych elektrowni słonecznych. Siła słońca czyli fotowoltaika.
Szczególnie na terenach które nie sprzyjają stosowaniu wrażliwych na zanieczyszczenia oraz wysoką temperaturę paneli PV. Poniżej instalacje pracujące w Hiszpanii. PS 10 oraz PS 20 o mocy odpowiednio 11 i 20 MW.
5 – konwersja fotochemiczna – znana także jako fotosynteza – zachodzi w organizmach żywych, ma wydajność od 19 do nawet 34%. W fazie badań znajdują się ogniwa foto elektrochemiczne, które wykorzystują zjawisko dysocjacji wody pod wpływem światła słonecznego.
Prócz powyższych oczywiście istnieją inne sposoby na uzyskanie energii nie pochodzącej ze źródeł kopalnych:
Energia wiatru: przekształcanie energii wiatru w energię elektryczną za pomocą turbin wiatrowych
Energia wodna: wykorzystanie energii spadającej wody do wytwarzania energii elektrycznej
Energia geotermalna: przechwytywanie ciepła z wnętrza ziemi w celu wytworzenia energii elektrycznej
Energia z biomasy: wykorzystanie materii organicznej, takiej jak wióry drzewne lub odpady rolnicze, jako źródła paliwa do wytwarzania energii elektrycznej
Energia pływów: wykorzystanie energii kinetycznej pływów oceanicznych do wytwarzania energii elektrycznej
Każde z tych odnawialnych źródeł energii ma swoje unikalne zalety i wyzwania, a najskuteczniejsze podejście często obejmuje połączenie wielu źródeł w celu zapewnienia niezawodnych i zrównoważonych dostaw energii. Siła słońca czyli fotowoltaika.
Tego typu instalacje nazywane są generatorami hybrydowymi i pozwalają na optymalizację i bardziej efektywną pracę systemu.
Planujecie budowę swojej farmy fotowoltaicznej lub poszukujecie firmy świadczącej usługi O&M?
Poszukujecie recyklera paneli fotowoltaicznej lub firmy myjącej instalacje i farmy fotowoltaiczne?
Chcecie zakupić projekt farmy fotowoltaicznej lub wiatrowej i potrzebujecie sprawnie i profesjonalnie wykonać audyt / due diligence?
Zapraszamy do kontaktu z Nami!
Ciekawy artykuł. Wiele można się dowiedzieć