Energia słoneczna

Jest to jedno z najpotężniejszych źródeł energii – ilość energii słonecznej, jaka dociera rocznie do powierzchni ziemi w postaci światła, wynosi 1,5×1018 kWh (kilowatogodzin).

Energia słoneczna pozyskiwana jest  przez fotowoltaiki, które tworzone są w sposób, który umożliwia absorbcję promieniowania słonecznego i częściową zamianę tej energii na energię elektryczną. Cały ten proces odbywa się bez wytwarzania szkodliwych produktów ubocznych takich jak odpady radioaktywne lub dwutlenek węgla (CO2).
Fotowoltaika to ogólne pojęcie charakteryzujące dziedzinę techniki i nauki, która zajmuje się wykorzystaniem energii słonecznej w celu przetworzenia światła słonecznego na energię elektryczną. Innymi słowy, dzięki fotowoltaice, jesteśmy w stanie przetworzyć promieniowanie słoneczne i wytworzyć prąd za pomocą zjawiska fotowoltaicznego. Ponadto, termin fotowoltaika używany jest coraz częściej jako synonim panelu fotowoltaicznego (z ang. photovoltaic).
Obecnie, fotowoltaika znajduje zastosowanie nie tylko w przemyśle (znaki drogowe i tablice ogłoszeniowe), ale również w prywatnych domostwach.
Panele fotowoltaiczne są często mylone z kolektorami słonecznymi. Mimo że oba systemy wykorzystują energię słoneczną oraz są do siebie podobne z wyglądu i sposobu instalacji, to przetwarzają one energię na dwa różne sposoby. Fotowoltaika zajmuje się przetwarzaniem promieniowania słonecznego przede wszystkim na energię elektryczną, natomiast kolektory słoneczne wykorzystują promieniowanie słoneczne w celu wytworzenia ciepła.
Panele fotowoltaiczne są bardziej uniwersalne – wyprodukowany przez nie prąd można wykorzystać na wiele różnych sposobów.
W przypadku panelu fotowoltaicznego to nie temperatura powietrza ma wpływ na działanie modułu (jak ma to miejsce w przypadku kolektorów słonecznych), a warunki nasłonecznienia.
Fotowoltaiki mogą nawet odwrócić proces i produkować więcej energii elektrycznej z chłodnych modułów oświetlonych strumieniem światła, przez co systemy fotowoltaiczne są równie efektywne także zimą.
75% energii uzyskiwanej z fotowoltaiki przez energię promieni słonecznych produkowane jest w Polsce w półroczu od kwietnia do września.

Fotowoltaika to inaczej panele fotowoltaiczne. Jeden panel fotowoltaiczny zbudowany jest z wielu ogniw połączonych ze sobą. Główny surowiec, z którego produkuje się ogniwa fotowoltaiczne to krystaliczny wafel krzemowy. Zamontowane i podłączone do siebie panele fotowoltaiczne instaluje się na dachu. Takie moduły przetwarzają energię słoneczną na energię elektryczną. Dachowy system montażowy paneli fotowoltaicznych zapewnia stabilność i odporność na wszelkiego rodzaju obciążenia.
Istnieje również możliwość zainstalowania paneli fotowoltaicznych na gruncie. Takie systemy mogą mieć jednak mniejszą efektywność, ponieważ nie są tak bardzo wystawione na działanie energii słonecznej, jak panele dachowe oraz mogą się częściej brudzić. Moduły fotowoltaiczne są podłączone, z użyciem zabezpieczeń elektrycznych, do inwerterów (falowników), które przetwarzają energię elektryczną w prąd o parametrach sieci energetycznej.

Wyróżniamy 2 rodzaje instalacji fotowoltaicznych:

  • fotowoltaika podpięta do sieci energetycznej (on grid) – kieruje całą wytworzoną enrgię do sieci energetycznej. Właściciel instalacji korzysta później z energii sieci elektrycznej za darmo, jeżeli pobiera energię, którą sam wytworzył (ilość wyprodukowanej energii zależy od naszych potrzeb i wielkości instalacji fotowoltaicznej). Możliwa jest również sprzedaż niewykorzystanej, wyprodukowanej energii elektrycznej do sieci. Takie instalacje fotowoltaiczne wymagają bardzo wysokiej jakości elementów, aby uzyskać jak największą wydajność całej instalacji.
  • fotowoltaika niezależna (wyspowa; off grid) –  działa niezależnie od publicznej sieci energetycznej. Właściciel instalacji produkuje własną energię elektryczną, magazynuje ją w akumulatorach i bateriach systemu fotowoltaicznego i dostarcza ją bezpośrednio do urządzeń elektrycznych.
Zalety
  • niskie koszty eksploatacji – fotowoltaiki wykorzystują technologię półprzewodnikową, nie posiadają ruchomych elementów i są niezwykle proste w budowie i instalacji, dlatego też systemy fotowoltaiczne są niemal bezobsługowe;
  • długi okres gwarancji – nawet do 25 lat;
  • zerowa emisyjność – w trakcie produkcji energii nie emitują szkodliwych związków, gazów cieplarnianych, ani dwutlenku węgla;
  • korzyści finansowe – zwroty z inwestycji wynoszą około 7 lat dla firm i 8 lat dla prywatnych właścicieli;
  • zwrot inwestycji – zwrot energetyczny instalacji fotowoltaicznej (czas, po jakim energia wyprodukowana przez system przekroczy energię potrzebną na produkcję podzespołów fotowoltaicznych) to okres około 2-3 lat;
  • pełne wykorzystanie dostępnej energii – panele fotowoltaiczne wykorzystują energię nie tylko promieniowania bezpośredniego, ale również odbitego oraz rozproszonego w pochmurny dzień
Wady
  • brak