Iako fosilna energija i danas dominira našim planetom, obnovljivi izvori energije probijaju se na tržišta svih zemalja svijeta. Obnovljivi izvori energije su oni koji ne zagađuju okoliš, koji ne ponestaju i koji su sposobni iskoristiti energiju elemenata zemlje i okoline, kao što su sunce, vjetar i voda, između ostalog, za proizvodnju električne energije . Budući da će fosilna goriva ponestati, obnovljivi izvori su budućnost.
Danas ćemo detaljno govoriti o fotonaponskoj solarnoj energiji. Ovaj izvor energije je možda najrašireniji obnovljivi izvor energije u svijetu. Želite li saznati kako funkcionira i koje su njegove različite primjene?
Definicija
Prije opisa njezine upotrebe i svojstava, bitno je razjasniti što je fotonaponska solarna energija. Fotonaponska solarna energija je energija koja iskorištava sunčevo zračenje i pretvara ga u električnu energiju . To se postiže korištenjem poluvodičkih materijala koji generiraju električnu struju kada su izloženi svjetlosti.
Ovaj izvor energije je potpuno čist jer ne stvara stakleničke plinove niti otrovne emisije tijekom proizvodnje. Nadalje, to je obnovljivi izvor energije , što znači da njegov primarni izvor, sunce, neće nestati milijardama godina. Za iskorištavanje ove energije koriste se uređaji poznati kao solarni paneli . Ovi paneli hvataju fotone svjetlosti iz sunčevog zračenja i pretvaraju ih u električnu energiju procesom poznatim kao fotonaponski efekt.
Kako se stvara fotonaponska solarna energija?
Proces generiranja fotonaponske solarne energije započinje hvatanjem fotona sunčeve svjetlosti pomoću solarnih panela. Ti paneli hvataju sunčevo zračenje i, putem fotonaponskog efekta, pretvaraju svjetlost u električnu struju. Svaki solarni panel sastoji se od fotonaponskih ćelija , koje su poluvodički materijali (obično silicij) sposobni apsorbirati energiju fotona i oslobađati elektrone. Kretanje tih elektrona generira električnu struju.
Važno je napomenuti da je izlazni napon fotonaponske ćelije prilično nizak (oko 0,6 V). Kako bi se povećala snaga sustava, ove ćelije su spojene serijski kako bi tvorile fotonaponski modul , koji je zatvoren u strukturu otpornu na vlagu i nepovoljne vremenske uvjete.
Ovaj proces generira istosmjernu struju koja se, putem pretvarača snage, može transformirati u izmjeničnu struju, što omogućuje njezinu upotrebu u domovima i tvrtkama.
Elementi i izvedba
Solarni paneli su uređaji koji hvataju fotonaponske ćelije. Ovi paneli imaju razne namjene, kako za osobne tako i za poslovne svrhe. Zapravo, cijena solarnih panela smanjila se posljednjih godina, a standardne instalacije mogu se pronaći za oko 7.000 eura.
Jedna od glavnih prednosti ovih sustava je njihova jednostavna instalacija i nisko održavanje. Nadalje, njihov vijek trajanja je znatno dug, oko 25-30 godina , što omogućuje lak povrat investicije.
Međutim, položaj ploča igra presudnu ulogu u njihovoj izvedbi. Kako bi se maksimiziralo hvatanje energije, paneli bi trebali biti usmjereni prema mjestu gdje primaju najviše sati sunčeve svjetlosti dnevno. Uhvaćena energija može se pohraniti u baterije za korištenje noću ili za oblačnih dana.
Performanse fotonaponske solarne instalacije varirat će ovisno o geografiji i rasporedu panela. U područjima s više sunčanih sati, solarni sustavi omogućuju vam povrat ulaganja za otprilike osam godina , ostavljajući vam znatno vrijeme za početak ostvarivanja profita.
Uporaba fotonaponske solarne energije
Fotonaponski sustavi povezani na mrežu
Jedna od glavnih primjena fotonaponske solarne energije je putem sustava spojenih na mrežu. Ovi sustavi koriste solarnu energiju za proizvodnju električne energije koja se dovodi u mrežu. Kako bi se to postiglo, koriste se pretvarači snage koji pretvaraju istosmjernu struju (DC) koju generiraju paneli u izmjeničnu struju (AC), kompatibilnu s električnom mrežom.
Iako je cijena po kWh solarne energije još uvijek nešto viša u odnosu na druge energente, ta je razlika posljednjih godina znatno smanjena zahvaljujući jeftinijoj tehnologiji i povećanoj učinkovitosti panela. U mnogim regijama s obiljem sunca fotonaponski sustavi već su konkurentni drugim izvorima. Javne subvencije i potpore ključne su kako bi ova opcija postala jedna od najisplativijih za mnoge potrošače.
Ostale namjene fotonaponske solarne energije
Osim korištenja za proizvodnju električne energije, solarni fotonapon ima mnogo više primjena. Neki od najčešćih su:
- rasvjeta: Idealno za osvjetljavanje javnih mjesta, kao što su ceste, odmorišta i ruralna područja.
- Signalizacija: Često se koristi u sektoru cestovne i pomorske signalizacije za označavanje strateških točaka.
- Telekomunikacija: Mnoge instalacije telekomunikacijskih repetitora napajaju svoje sustave pomoću solarne fotonaponske energije.
- Uzgoj: Na farmama i stočarstvu, koristi se za sustave crpljenja vode, električnu opskrbu sustava za mužnju, između ostalog.
Da proširimo ovaj popis, fotonaponska solarna energija također ima kritičnu važnost u ruralnoj elektrifikaciji u izoliranim područjima, omogućujući zajednicama koje su daleko od električnih mreža da imaju pristup električnoj energiji na čist i održiv način.
Fotonaponska solarna energija jedna je od najboljih opcija za smanjenje ovisnosti o zagađujućim i neobnovljivim izvorima. Njegova jednostavna instalacija i dug životni vijek omogućili su sve većem broju sektora, od industrijskih do ruralnih, da prihvate ovu vrstu energije kao održivo, održivo i ekonomično rješenje.