Dnes, Fotovoltaická solárna energia Už to nie je niečo exkluzívne pre veľké projekty a stáva sa čoraz bežnejšou technológiou. Používa sa v domácich aj komerčných aplikáciách a jeho vývoj bol v priebehu rokov rýchly a konštantný. Tento článok sa snaží preskúmať, ako pokročil od svojich počiatkov až po globálne životaschopné energetické riešenie.
Využívanie výhod solárna energia Nie je to nič nové, no vývoj technológie, ktorú dnes poznáme ako fotovoltaické solárne panely, má fascinujúcu históriu plnú dôležitých míľnikov v priebehu času.
Počiatky fotovoltaickej slnečnej energie: Fotovoltaický efekt
História fotovoltaickej slnečnej energie sa začína v roku 1839, kedy francúzsky fyzik Alexandre-Edmond Becquerel Pri pokusoch s elektrolytickým článkom objavil fotovoltaický efekt. Becquerel pozoroval, že keď boli určité materiály vystavené svetlu, generoval sa elektrický prúd.
Tento objav znamenal začiatok nového spôsobu využitia výhod solárnej energie, ale praktický vývoj tejto technológie by ešte trval mnoho rokov. V nasledujúcich desaťročiach rôzne experimenty pomohli porozumieť tomuto javu, ale bolo potrebné vykonať ďalší vývoj.
Prvé pokusy: Selénový solárny článok
Ďalší významný míľnik v histórii fotovoltaickej solárnej energie nastal v r 1883, keď americký vynálezca Charles Fritts vyvinul prvý solárny článok využívajúci selén ako polovodič a s tenkou vrstvou zlata. Vzhľadom na ich nízku účinnosť (iba 1 %) a vysokú cenu však tieto články neboli životaschopné na výrobu elektriny vo veľkom meradle, obmedzené na použitie, ako sú svetelné senzory vo fotoaparátoch.
Napriek týmto obmedzeniam položil Frittsov vynález základ pre budúci vývoj a jeho prácu nasledovali ďalší vedci, ktorí sa zaujímali o zlepšenie účinnosti solárnych článkov.
Kremíková revolúcia a prvý moderný solárny článok
En 1946, vedec Russell Ohl patentoval prvý kremíkový solárny článok, materiál, ktorý sa stal štandardom vo fotovoltaickom priemysle. Bolo to však v r 1954 keď Bell Laboratories Vyvinuli prvý skutočne účinný solárny článok, tiež na báze kremíka. Tieto články dokázali premeniť 6 % slnečného žiarenia na elektrinu, čo znamenalo značný rozdiel v porovnaní s predchádzajúcimi modelmi.
Najdôležitejšie je, že toto zlepšenie účinnosti umožnilo použitie solárnych článkov v praktických aplikáciách počnúc vesmírny priemysel. Prvé satelity na solárny pohon boli vyslané do vesmíru v 50. rokoch XNUMX. storočia spolu s americkým satelitom Predvoj I ako priekopník v tejto oblasti.
Nárast slnečnej energie vo vesmírnom priemysle
Počas 1960. rokov XNUMX. storočia našli solárne články svoje miesto v vesmírne preteky, kde náklady neboli limitujúcim faktorom. Kozmické lode a satelity potrebovali spoľahlivý a dlhotrvajúci zdroj energie a solárne panely boli perfektnou voľbou. Spojené štáty aj Sovietsky zväz využívali slnečnú energiu vo svojich vesmírnych programoch.
Prvý solárny satelit bol Vanguard 1, vypustená v roku 1958. Hoci išlo o malý satelit, implementácia solárnej technológie bola úspešná a odvtedy sa stala štandardom pre satelity.
Komerčné využitie fotovoltaickej slnečnej energie
Napriek úspechu vo vesmíre zostali náklady na solárne články významnou prekážkou ich komerčného prijatia na Zemi. V roku 1956 bola cena za watt solárneho článku približne 300 dolárov, takže jeho použitie v konvenčných elektrických sieťach bolo nerealizovateľné.
Bolo to počas ropná kríza v sedemdesiatych rokoch minulého storočia, keď sa o alternatívne technológie vrátane solárnej energie začali zaujímať na obchodnej a vládnej úrovni. Ceny ropy vzrástli, čo podporilo investície do solárnych technológií. Postupne výskum a vývoj v tejto oblasti začal znižovať náklady a zvyšovať účinnosť solárnych panelov.
Vznik trhu vlastnej spotreby
Solárna energia sa nevyužívala len vo veľkých projektoch či vo vesmírnom priemysle. In 1970, bolo uvedené na trh prvé domáce zariadenie s malým solárnym panelom a niektoré modely sa začali inštalovať do domov a na farmy na výrobu elektriny. Vývoj efektívnejších a lacnejších panelov ich sprístupnil pre domáca vlastná spotreba.
Priemysel fotovoltaická energia Pokračoval v napredovaní a od 80. rokov XNUMX. storočia ceny solárnych panelov ešte viac klesli vďaka zvýšenej výrobe a vylepšenej technológii. Vďaka týmto zníženiam nákladov boli solárne zariadenia čoraz dostupnejšie pre širokú verejnosť.
Energetická kríza a jej vplyv na slnečnú energiu
Jednou z najdôležitejších udalostí, ktoré celosvetovo podporili solárnu energiu, bola energetická kríza v 70. rokoch minulého storočia fosílne palivá a obavy o energetickú bezpečnosť motivovali vlády a inštitúcie, aby hľadali obnoviteľné zdroje energie. V tejto súvislosti sa solárnej fotovoltaike začala venovať väčšia pozornosť a podpora prostredníctvom vládnych stimulov a dotácií.
V rokoch 80 až 90 umožnilo zavedenie solárnych systémov viazaných na sieť rozsiahle inštalácie. Toto znamenalo začiatok novej éry pre fotovoltaiku, ktorá rozšírila jej aplikácie do sektorov ako poľnohospodárstvo, priemysel a doprava.
Prečo sa solárna energia stala populárnou?
Odvtedy slnečná energia fotovoltaické pokračuje v exponenciálnom raste vďaka svojim dôležitým výhodám:
- Je čistý a udržateľný zdroj energie, ktorý neprodukuje emisie CO2.
- El cena solárnych panelov sa výrazne znížili, čím sa sprístupnili väčšiemu počtu spotrebiteľov.
- Predpisy a zákony, ktoré podporujú vlastná spotreba a prebytočnú kompenzáciu podporovali jeho popularizáciu.
Vďaka týmto faktorom je dnes bežné nájsť solárne inštalácie v súkromných domoch, malých priemyselných odvetviach a systémoch vlastnej spotreby, ktoré vyrábajú elektrinu bez výlučnej závislosti od siete.
Počas svojej histórie sa fotovoltaická solárna energia zmenila z vedeckej kuriozity na základnú súčasť globálneho energetického systému. Umožnila to kombinácia technologického pokroku, znižovania nákladov a posunu globálneho myslenia smerom k využívaniu čistejších a udržateľnejších zdrojov energie.