ENERGIA ZE SŁOŃCA DLA KAŻDEGO.

Czasy w których byliśmy skazani na dostawę prądu wyłącznie z sieci energetycznej już minęły. Nie musimy się już ograniczać do korzystania z prądu, który wytwarzany jest kosztem paliw kopalnych. Obecnie mamy możliwość podziękowania dostawcy energii za jego usługi i rozpoczęcia korzystania z odnawialnych źródeł energii np. ze słońca. Możemy czerpać energię elektryczną z samej natury. Czy nie byłoby pięknie żyć bez rachunków za prąd?

Wszyscy wiemy jak zanieczyszczone jest nasze środowisko. Ile związków węgla trafia do atmosfery. Grzechem wręcz jest nierobienie niczego w kierunku zminimalizowania zanieczyszczeń atmosfery. Teraz, gdy mamy taką możliwość, a ceny wytworzenia energii z alternatywnych źródeł energii są przystępne, powinniśmy pomyśleć o przyszłości naszej planety.

Bez energii elektrycznej trudno byłoby nam funkcjonować. Potrzebujemy prądu cały czas. Cały czas korzystamy z urządzeń, które pobierają prąd, nawet wtedy kiedy śpimy. Zapotrzebowanie na prąd zwiększa się również, by oszczędzać czas. Takie urządzenia jak czajniki czy żelazka są produkowane z coraz większą mocą, właśnie po to, aby czas na korzystanie z urządzenia skrócił się do minimum. Całkowite uniezależnienie się od dostawców energii jest trudne. Niemniej, gdy zainstalujemy urządzenia do pozyskiwania energii, stają się one naszym głównym źródłem prądu. Elektryczność pochodzącą z sieci elektrycznej będziemy używać tylko w razie konieczności.

Zapotrzebowanie ludzi na świecie na energię elektryczną wynosi ok. 350 mld kWh rocznie – i stale rośnie. Przyjęło się, że głównym czynnikiem zanieczyszczającym atmosferę są samochody, jednak to właśnie zwykłe gospodarstwa są największymi trucicielami. Przeciętny dom w Europie produkuje rocznie ok 6 ton dwutlenku węgla.

SŁOŃCE JAKO ŹRÓDŁO ENERGII.

Słońce świeci już ok 5 miliardów lat i będzie świecić jeszcze długo, warto z tego korzystać już dziś. Promienie słoneczne docierają na ziemię po ok. 8 minutach. W umiarkowanym klimacie, przy zachmurzeniu i średniej temperaturze, rocznie możemy się spodziewać ok. 1000 kWh promieniowania słonecznego na 1 m² dachu skierowanego na południe.

PANELE FOTOWOLTAICZNE

PV – czyli panele fotowoltaiczne wykorzystują energię słoneczną do produkcji prądu. Wykonane są z ogniw krzemowych. Efektywność paneli zależna jest od ilości padającego nań światła słonecznego. Panel fotowoltaiczny wyprodukuje prąd nawet w pochmurny dzień. Wydajność rośnie wraz z ilością promieniowania słonecznego, a spada wraz ze spadkiem promieniowania.

Rozróżniamy trzy podstawowe typy ogniw fotowoltaicznych:

– monokrystaliczne

– polikrystaliczne

– amorficzne

Panele monokrystaliczne mają wysoką sprawność energetyczną i dość wysoką cenę. Wyróżniają się ciemnym kolorem.

Panele polikrystaliczne wykonane są ze sprasowanego bloku wykrystalizowanego krzemu,  Mają niższą sprawność energetyczną, kolor niebieski i są tańsze w produkcji niż ogniwa monokrystaliczne. Ogniwa polikrystaliczne są najczęściej wykorzystywane w gospodarstwach domowych w Polsce.

Panele amorficzne natomiast, są wyjątkowo elastyczne, lekkie i najbardziej wydajne w pochmurne dni.

Wydajność paneli PV klasyfikuje się wg. mocy szczytowej „Wp” czyli maksymalnego napięcia, jakie jest w stanie wygenerować w słoneczny dzień.

Wykorzystanie krzemu do budowy paneli daje możliwość „łapania” i przemieszczania zewnętrznych elektronów z jednych atomów do sąsiednich, tworząc ukierunkowany strumień cząsteczek. Cząsteczki będące w ruchu tworzą prąd elektryczny. Wytworzony prąd płynie tylko w jednym kierunku, czyli otrzymujemy prąd stały, a nie zmienny, który wykorzystywany jest w domach. Prąd stały możemy magazynować w akumulatorach i wykorzystywać do urządzeń 12-woltowych. Możemy również użyć przetwornicy napięcia z 12 V na 220 V.  Ewentualnie podłączyć swoje baterie słoneczne do sieci miejskiej i przekazywać tam wszystkie nadwyżki.

Przykładowa prognoza zużycia prądu i jego produkcji z ogniw fotowoltaicznych w skali roku.

USYTUOWANIE PANELI FOTOWOLTAICZNYCH

Gdy już zdecydowaliśmy się na montaż paneli fotowoltaicznych na dachu naszego domu musimy wziąć pod uwagę kilka elementów:

– nachylenie dachu – najkorzystniejszy w naszym kraju kąt nachylenia mieści się w przedziale między 30-35 stopni.

– orientacja względem stron świata – największą wydajność otrzymujemy gdy nie odbiegamy powyżej 20 stopni od kierunku południowego.

– zacienianie – należy unikać zacieniania paneli PV np. przez budynki lub drzewa.

OPŁACALNOŚĆ INSTALACJI FOTOWOLTAICZNEJ

Okres zwrotu inwestycji w panele fotowoltaiczne jest dość długi i wynosi ok 25-30 lat. Spowodowane jest to niską ceną prądu oraz nadal wysoką ceną ogniw fotowoltaicznych. Aby skrócić okres zwrotu inwestycji w panele, można skorzystać z dotacji rządowej. Program Prosument przeznaczony jest dla osób fizycznych, wspólnot, spółdzielni mieszkaniowych oraz jednostek samorządu terytorialnego. O bezzwrotne dotacje można ubiegać się poprzez samorządy, BOŚ Bank i wojewódzkie fundusze ochrony środowiska i gospodarki wodnej.

Przykładowa prognoza zużycia prądu i jego produkcji z ogniw fotowoltaicznych w ciągu dnia.

DALSZY ROZWÓJ FOTOWOLTAIKI

Powstały już panele słoneczne, które mogą być zintegrowane ze ścianą budynku. Panele takie są dostępne w różnych kolorach i nie posiadają widocznych połączeń. Dzięki temu można subtelnie i praktycznie niewidocznie włączyć system paneli w zewnętrzną skorupę naszego domu.

Cały czas prowadzi się badania nad alternatywną, równie wydajną formą ogniw fotowoltaicznych, która by miała o wiele szersze zastosowanie aniżeli tylko montaż na dachu.  Dachówki fotowoltaiczne, folia fotowoltaiczna, którą możemy oklejać okna lub całe budynki, spray którym możemy spryskać dowolną powierzchnię – to tylko kilka przykładów.

Możemy założyć, że w niedalekiej przyszłości to właśnie fotowoltaika stanie się głównym dostarczycielem energii. Wskazują na to coraz niższe koszty produkcji paneli PV jak i rozwój systemów magazynowania energii pochodzącej ze słońca.

Wielki potencjał tkwi w odnawialnych źródłach energii. Przyszłość fotowoltaiki związana będzie ściśle z architekturą. Ściany i dachy budynków będą pokryte ogniwami fotowoltaicznymi w różnej formie i różnych kolorach. Przy nowoczesnych ogniwach typu folia nie będzie istotny kąt padania promieni słonecznych.

Dzisiejsze farmy fotowoltaiczne, które zajmują rozległe tereny będzie można zastąpić farmami na budynkach. Przykładowo, na blokach z wielkiej płyty, gdzie ściany szczytowe i dachy możemy wykorzystać właśnie do tego celu.