Rola energii słonecznej na przestrzeni wieków – czyli droga do fotowoltaiki

Energia słoneczna była wykorzystywana przez ludzi już od VII w. p.n.e. Na początku, przy pomocy szkieł powiększających, do rozpalenia ognia. Następnie ludzkość wykorzystała je do ogrzewania domu, później do napędu najróżniejszych procesów, mechanizmów oraz maszyn, np. w napędach statków parowych, aby ostatecznie ujarzmić słońce na potrzeby wytwarzania prądu elektrycznego za pomocą efektu fotowoltaicznego.

Co to jest efekt fotowoltaiczny i jaka jest jego geneza?

Efekt fotowoltaiczny to fizyczne zjawisko wykorzystywane w ogniwach fotowoltaicznych, polegające na powstaniu siły elektromotorycznej w półprzewodniku pod wpływem promieniowania słonecznego. Efekt ten, w 1839 r. odkrył francuski fizyk Alexandre Edmond Becquerel, eksperymentując z ogniwem wykonanym z metalowych elektrod. Wówczas zauważył, że przewodnictwo rośnie wraz z wystawieniem niektórych materiałów na działanie światła słonecznego.

Albert Einstein wykazał z kolei, że światło jest zarówno emitowane porcjami, jak i pochłaniane z przestrzeni jako zbiór cząstek (fotonów), odkrywając tym samym korpuskularną naturę światła (światło traktowane jako strumienie cząstek) i wyjaśniając zjawisko fotoelektryczne (którego częścią jest efekt fotowoltaiczny), co przyniosło mu nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki. Opracował również równanie dla efektu fotoelektrycznego, przedstawiając w nim prawo zachowania energii.

Jak powstał moduł fotowoltaiczny?

Przełomowym krokiem dla rynku fotowoltaicznego było opracowanie pierwszych krzemowych ogniw fotowoltaicznych, z których zbudowany jest moduł fotowoltaiczny, zwany także panelem fotowoltaicznym. W wyniku zjawiska fotowoltaicznego, zachodzi w nich konwersja energii promieniowania słonecznego na energię elektryczną.

Pierwszy taki moduł został zbudowany przez Bell Laboratories (obecnie AT&T) w 1954 roku, jednak nadal było to traktowane jako ciekawostka technologiczna. Kilka lat później zaczęto wykorzystywać panele słoneczne tylko do zasilania satelitów w badaniu kosmosu, jednak już w latach siedemdziesiątych zbudowano pierwszy budynek solarny o nazwie „Solar One”, którego energia zasilająca pochodziła ze źródeł hybrydowych – kolektorów słonecznych i paneli fotowoltaicznych.

Na przestrzeni następnych lat dokonywano częstych ulepszeń wydajności paneli i tak rozpoczął się bardzo dynamiczny rozwój tej technologii. Dzięki temu, dziś panele fotowoltaiczne spotkać możemy na wielu domach, instytucjach czy przedsiębiorstwach, a ich liczba z roku na rok rośnie.

Zestaw fotowoltaiczny – co wchodzi w jego skład?

Poza modułami fotowoltaicznymi, w skład zestawu fotowoltaicznego zalicza się również inwerter, system montażowy, okablowanie i zabezpieczenia DC i AC.

Inwerter, inaczej falownik, ma za zadanie przekształcić wytworzoną energię elektryczną w postaci prądu stałego DC na energię w postaci prądu przemiennego AC oraz kontroluje i prowadzi statystyki z produkcji tej energii. To dzięki niemu w naszych gniazdkach płynie prąd zasilający wszelkie urządzenia, jak lodówkę, pralkę, komputer etc.

Jaka moc instalacji fotowoltaicznej zasili dom?

Na sam początek należy określić średnie zapotrzebowanie na energię elektryczną. Taką informację znajdziemy na rachunku za prąd otrzymywanym od zakładu energetycznego. Można również skorzystać ze wzoru:

Zużycie prądu = [Moc urządzenia (kW) x Czas pracy/1 dzień] x 365 (liczba dni w roku)

Następnie należy obliczyć moc instalacji fotowoltaicznej potrzebnej do pokrycia rocznego zapotrzebowania. W tym celu można skorzystać z poniższego wzoru:

Moc instalacji [kW] = [[(Ek x a) + (Ek x b) / opust] / uzysk] / 1000

Gdzie:

  • Ek – ilość energii elektrycznej zużywanej w ciągu roku [kWh]
  • a – procentowy udział bieżącej konsumpcji własnej [%]
  • b – procentowy udział ilości energii, która została oddana do sieci [%]
  • opust – do 10 kW 0,8, powyżej tej wartości 0,7
  • a + b = 100%
  • uzysk – roczna produkcja energii z 1 kWp zainstalowanej mocy przez instalację PV [kWh]

Pomoże to uniknąć przewymiarowania instalacji fotowoltaicznej, co skutkowałoby marnowaniem energii, która niepotrzebnie w dużej ilości byłaby magazynowana w sieci, a której nie zdołalibyśmy odebrać. Więcej na temat magazynowania i nowego sposobu rozliczania nadwyżek energii wyprodukowanych przez instalację fotowoltaiczną znajdziesz tutaj.

Skontaktuj się z naszym doradcą

IMIĘ
TELEFON
+48
Wyrażam zgodę na przetwarzanie moich danych osobowych przez Sunday Polska sp. z o.o., w szczególności na kontakt telefoniczny i mailowy, w celu przedstawienia oferty.  więcej
Wyrażam zgodę na przetwarzanie przez Sunday Polska sp. z o.o. z siedzibą w Warszawie moich danych osobowych podanych w powyższym formularzu, w celu kontaktowania się ze mną telefonicznie lub mailowo i przedstawiania informacji handlowych. Jestem świadomy/a przysługującego mi prawa do wycofania zgody. Szczegóły dotyczące przetwarzania danych osobowych dostępne są w Polityce Prywatności.
Administratorem Państwa danych osobowych jest Sunday Polska sp. z o.o., ul. Domaniewska 37, 02−675 Warszawa. Podane przez Państwa dane będą wykorzystane w celu przedstawienia oferty handlowej na Państwa wniosek.
Więcej o tym, jak przetwarzamy Państwa dane znajdą Państwo w Polityce Prywatności Sunday Polska sp. z o.o. mniej