Hoci fosílne energie stále dominujú na našej planéte, obnoviteľné energie si razia cestu na trhy všetkých krajín sveta. Obnoviteľné energie sú tie, ktoré neznečisťujú životné prostredie, nevyčerpajú sa a sú schopné využiť energiu prvkov zeme a okolia, ako je okrem iného slnko, vietor a voda, na výrobu elektriny. . Keďže fosílne palivá sa čoskoro míňajú, budúcnosťou sú obnoviteľné zdroje energie.
Dnes budeme hovoriť do hĺbky fotovoltaická solárna energia. Táto energia je azda najpoužívanejšia na svete v oblasti obnoviteľných zdrojov. Chceli by ste vedieť, ako to funguje a aké má rôzne využitie?
definícia
Predtým, než sa pustíme do popisu jej využitia a vlastností, je nevyhnutné si ujasniť, čo je fotovoltická solárna energia. Fotovoltaická slnečná energia je tá, ktorá je schopné využiť energiu zo slnečného žiarenia a premeniť ju na elektrickú energiu. To sa dosahuje použitím polovodičových materiálov, ktoré pri vystavení svetlu generujú elektrický prúd.
Tento zdroj energie je úplne čistý, pretože počas procesu nevytvára skleníkové plyny ani toxické emisie. Ďalej je to a energie z obnoviteľných zdrojov, čo znamená, že jeho hlavný zdroj, slnko, sa nevyčerpá až za miliardy rokov. Na využitie tejto energie slúžia zariadenia známe ako solárne panely. Tieto panely zachytávajú fotóny svetla zo slnečného žiarenia a premieňajú ich na elektrinu prostredníctvom procesu známeho ako fotovoltaický efekt.
Ako sa vyrába fotovoltaická solárna energia?
Proces výroby fotovoltaickej slnečnej energie začína zachytávaním fotónov slnečného svetla pomocou solárnych panelov. Tie zachytávajú slnečné žiarenie a prostredníctvom fotovoltaického efektu premieňajú svetlo na elektrický prúd. Každý solárny panel sa skladá z Fotovoltaické články, čo sú polovodičové materiály (všeobecne kremík) schopné absorbovať energiu fotónov a uvoľňovať elektróny. Tieto elektróny pri pohybe generujú elektrický prúd.
Je dôležité poznamenať, že výstupné napätie fotovoltaického článku je pomerne nízke (okolo 0,6 V). Na zvýšenie výkonu systému sú tieto články zapojené do série a tvoria a fotovoltaický mód, ktorý je zapuzdrený do konštrukcie odolnej voči vlhkosti a nepriazni počasia.
Tento proces generuje jednosmerný prúd, ktorý je možné pomocou meničov premeniť na striedavý prúd, čo umožňuje jeho použitie v domácnostiach a podnikoch.
Prvky a výkon
Solárne panely sú zariadenia, kde sa zachytávajú fotovoltaické články. Tieto panely majú rôzne využitie, osobné aj obchodné. V skutočnosti sa náklady na panely v posledných rokoch znížili a môžeme nájsť štandardné inštalácie, ktoré sú v okolí 7.000 eur.
Jednou z hlavných výhod týchto systémov je ich ľahká inštalácia a nízka údržba. Okrem toho je jeho životnosť značne dlhá 25-30 rokov, čo umožňuje investíciu jednoducho amortizovať.
Umiestnenie panelov však zohráva rozhodujúcu úlohu pri ich výkone. Aby sa maximalizovalo zachytávanie energie, panely by mali byť orientované tam, kde dostávajú najviac hodín slnečného svetla za deň. Zachytená energia môže byť uložená v batériách na použitie v noci alebo počas zamračených dní.
Výkon solárnej fotovoltaickej inštalácie sa bude líšiť v závislosti od geografie a usporiadania panelov. V oblastiach s väčším počtom hodín slnečného svitu umožňujú solárne systémy návratnosť investície približne za osem rokov, čo ponecháva značné časové rozpätie na dosiahnutie zisku.
Využitie fotovoltaickej solárnej energie
Fotovoltaické systémy pripojené k sieti
Jedným z hlavných spôsobov využitia fotovoltaickej slnečnej energie je prostredníctvom systémov pripojených k elektrickej sieti. Tieto systémy umožňujú využitie slnečnej energie na výrobu elektriny, ktorá sa dodáva do siete. Aby to dosiahli, používajú výkonové meniče ktoré transformujú jednosmerný prúd generovaný panelmi na striedavý prúd, kompatibilný s elektrickou sieťou.
Hoci náklady na kWh solárnej energie sú stále o niečo vyššie v porovnaní s inými zdrojmi energie, tento rozdiel sa v posledných rokoch výrazne znížil vďaka lacnejšej technológii a zvýšenej účinnosti panelov. V mnohých regiónoch s bohatým slnečným žiarením je už fotovoltika konkurencieschopná s inými zdrojmi. Verejné dotácie a pomoc sú kľúčom k tomu, aby sa táto možnosť stala jednou z najschodnejších pre mnohých spotrebiteľov.
Iné využitie fotovoltaickej solárnej energie
Okrem využitia na výrobu elektriny má solárna fotovoltika oveľa viac aplikácií. Niektoré z najbežnejších sú:
- osvetlenie: Ideálne na osvetlenie verejných miest, ako sú cesty, odpočívadlá a vidiecke oblasti.
- signalizácia: Často sa používa v sektore cestnej a námornej signalizácie na označenie strategických bodov.
- Telekomunikácie: Mnohé inštalácie telekomunikačných opakovačov napájajú svoje systémy pomocou solárnej fotovoltaickej energie.
- Poľnohospodárstvo: Na farmách a pri chove hospodárskych zvierat sa používa okrem iného pre systémy čerpania vody, elektrické napájanie dojiacich systémov.
Na rozšírenie tohto zoznamu má fotovoltaická solárna energia tiež zásadný význam pri elektrifikácii vidieka v izolovaných oblastiach, čo umožňuje komunitám ďaleko od elektrických sietí mať prístup k elektrickej energii čistým a udržateľným spôsobom.
Fotovoltická solárna energia je jednou z najlepších možností, ako znížiť závislosť od znečisťujúcich a neobnoviteľných zdrojov. Jeho jednoduchá inštalácia a dlhá životnosť umožnili stále viac a viac sektorom, od priemyslu po vidiecke, prijať tento typ energie ako životaschopné, udržateľné a ekonomické riešenie.