Fotowoltaika. Jak słońce może płacić twoje rachunki za prąd

Panele fotowoltaiczne to nie nowa sprawa, choć w Polsce dopiero od niedawna trwa na nie boom. Już w czerwcu 1979 roku ogniwa pojawiły się na dachu Białego Domu - było to za czasów prezydenta Cartera. Dziś te historyczne panele są eksponatami w chińskim Muzeum Energii Słonecznej.

W jednym z wywiadów Elon Musk powiedział, że panele słoneczne o wymiarach 100x100 mil (około 25 000 km2) wystarczyłyby do zasilania całych Stanów Zjednoczonych. Akumulatory potrzebne do przechowania tej energii zajęłyby mniej więcej jedną milę kwadratową.

Jak mierzymy moc paneli fotowoltaicznych?

Jednostką mocy paneli jest kWp (kiloWatt peak), czyli maksymalna moc instalacji w warunkach testowych. Ponieważ istnieje kilka sposobów jej mierzenia warto je porównać w tabelce:

Nowoczesne powszechnie dostępne na rynku panele osiągają najwyższą sprawność około 370 Wp mierzoną w warunkach STC. Najniższą około 280 Wp w warunkach NOCT, z tym że te ostatnie są najbardziej zbliżone do realnych warunków pracy paneli. Zasadniczo można przyjąć, że w trakcie normalnej eksploatacji będą osiągać moc 320-300Wp.

Jak widać, ilość produkowanej energii zależy od ilości promieniowania słonecznego, jakie pada na ogniwo i temperatury jego pracy. O ilości promieniowania słonecznego na danym obszarze informuje nas wskaźnik globalnego nasłonecznienia na płaszczyźnie poziomej – (ang. Global Horizontal Irradiance).

Największą siłę Słońce osiąga na górskich płaskowyżach Chile. W Europie największe nasłonecznienie jest w Hiszpanii, a najniższe w północnej Norwegii. W Polsce Słońce świeci najmocniej na południowym wschodzie kraju, a najsłabiej na Pomorzu i części Mazur.

Czy panele są mniej wydajne od elektrowni?

Mówiąc o sprawności paneli fotowoltaicznych, trzeba pamiętać, że tradycyjny proces uzyskiwania energii elektrycznej z węgla również nie jest wydajny, osiąga on maksymalnie 50% sprawności. Oznacza to, że z 1 000 W wydobytych w postaci węgla uzyskamy maksymalnie 500 W energii elektrycznej. Dodatkowo sprawność elektrowni ograniczają nakłady energii na wydobycia węgla i straty w sieci energetycznej powstające w trakcie przesyłania prądu.

Fotowoltaika – jak często jest wykorzystywana?

Według Bloomberg New Energy Finance w 2019 roku 2,7% światowej energii elektrycznej pochodziło z fotowoltaiki. Może się wydawać, że to niewiele, ale zaledwie dekadę wcześniej było to zaledwie 0,16%.Wzrost jest więc ponad piętnastokrotny. Ponieważ zainteresowanie panelami solarnymi szybko rośnie, możemy się spodziewać, że ten trend utrzyma się przez kolejną dekadę. Według prognoz DNV GL w 2050 roku fotowoltaika ma produkować ponad jedną trzecią światowej energii elektrycznej, stając się jej głównym źródłem.

Po okresie powszechnego pozyskiwania energii z ropy, węgla i gazu odnawialne źródła energii znowu zyskują na znaczeniu. Sprzyja temu zarówno rozwój nowoczesnych technologii jak i wzrost świadomości ekologicznej. Możemy być pewni, że ten trend się utrzyma przez kilkadziesiąt kolejnych lat a panele fotowoltaiczne staną się trwałym elementem naszego krajobrazu.