Wskutek zwiększającej się presji na ekologię, obserwuje się wzrost zainteresowania technologią fotowoltaiczną. Systemy fotowoltaiczne znane nam są już od jakiegoś czasu, a w ostatnich latach ich znaczenie szczególnie się wzmocniło. Fotowoltaika jest techniką opierającą się na wykorzystaniu promieniowania słonecznego i przetworzenia go na energię elektryczną. Wśród nowoczesnego budownictwa, można zauważyć jak powszechnie stosowane są panele fotowoltaiczne. Poniżej przedstawiono historię rozwiązań fotowoltaicznych.
Jak powstała fotowoltaika?
Odkrywcami zjawiska fotoelektrycznego są – francuski fizyk Antoine César Becquerel razem z asystentem, swoim synem Alexandrem Edmondem, którzy dokonali tego w 1839 roku. Nazwisko Becquerel może niektórym kojarzyć się ze zjawiskiem promieniotwórczości, co jest zasadne, gdyż noblista Antoine Henri Becquerel był wnukiem człowieka, który odkrył fotowoltaikę, synem jego asystenta. Zjawisko zostało odkryte w trakcie badań nad elektrodami metalowymi i elektrolitem, podczas których zauważono, że na skutek wzrostu natężenia światła, rośnie przewodnictwo. Na tej podstawie stwierdzono, że niektóre materiały w wyniku oddziaływania światła, produkują prąd elektryczny.
40 lat po tym wydarzeniu, dwóch kolejnych fizyków – William Grylls oraz Richard Evans Day odkryli efekt fotowoltaiczny, poprzez podświetlenie miejsca styku selenu i platyny. Wówczas udowodniono po raz pierwszy, że wytworzenie prądu elektrycznego wcale nie jest zdeterminowane obecnością części ruchomych, uzyskanych ze światła słonecznego, za pośrednictwem ogniwa stałego.
Efekt fotowoltaiczny był także przedmiotem rozważań Alberta Einsteina. Próba jego uszczegółowienia w artykule naukowym, zaowocowała zdobyciem Nagrody Nobla w dziedzinie fizyki w 1921r. Naukowiec dowiódł bowiem występowanie pakietów energii świetlnej, określonych kwantami.
Okres powojenny
Amerykańscy uczeni w składzie Gerald Pearson, Daryl Chapin i Calvin Fuller z Bell Laboratories (obecnie AT&T) w 1954 roku opracowali po raz pierwszy krzemowe ogniwa wytwarzające prąd elektryczny. Wydarzenie to uznaje się za początek nowej ery, w której zakładano wykorzystanie nieskończonej ilości energii słonecznej do produkcji energii elektrycznej. Z upływem czasu okazało się, że technologia jest zbyt kosztowna, by można ją było wdrożyć do codziennych zastosowań cywilizacyjnych. Rozwiązanie jednak zostało wykorzystane w amerykańskiej amii, która w 1958 roku zastosowała krzemowe generatory do zasilania satelitów szpiegowskich obiegających Ziemię.
Pierwotnie technologia fotowoltaiczna nie cieszyła się zbytnim uznaniem i oceniono ją jako niezweryfikowaną. Do uruchomienia pierwszego satelity Vanguard, amerykańskie dowództwo marynarki wojennej postanowiło zastosować baterie chemiczne. Decyzję tę podał jednak w wątpliwości inżynier niemieckiego pochodzenia, dr Hanz Ziegler. Był on uznawany za pioniera w dziedzinie satelitów komunikacyjnych i jego zdaniem baterie konwencjonalne są zbyt ograniczonym rozwiązaniem ze względu na szybko zużywający się okres użyteczności. Satelitę Vanguard I wyposażono w ostateczności w oba rodzaje zasilania. Potwierdziła się jednak teoria dr Zieglera, gdyż po upływie tygodnia, baterie chemiczne uległy wyczerpaniu, a zasilenia przez długi czas dostarczyły ogniwa krzemowe.
Prekursorem w technologii fotowoltaicznej były Stany Zjednoczone.
Dużą uwagę poświęcano rozwojowi fotowoltaiki i to właśnie w USA w latach 60 i 70 XX wieku, udało się obniżyć koszty związane z jej wykorzystaniem. Poprawiono jednakże wydajność i trwałość systemu, doprowadzając tym samym do spadku ceny wata energii elektrycznej ze 100 do 20 dolarów. Opłacalność wykorzystania systemów fotowoltaicznych zachęciła do zastosowania ich na obszarze pozbawionym linii energetycznych, jak np. pola naftowe czy platformy wiertnicze.
W kolejnych latach nadal nieustannie rosło znaczenie nowego przemysłu fotowoltaicznego. W latach 70. XX wieku, w okresie kryzysu energetycznego, zadecydowano o zwiększeniu zastosowania rozwiązań fotowoltaicznych. W efekcie badań przeprowadzanych na całym świecie, udało się zredukować koszty wytwarzanej energii. Ceny były zbliżone do cen energii produkowanej ze źródeł konwencjonalnych/
Technologia fotowoltaiczna dziś
Panele fotowoltaiczne obecnie znajdują szerokie zastosowanie w budownictwie. Instalacje umieszcza się na wielu nowych budynkach a ich użyteczność ciągle rośnie. W 2018 roku za pomocą systemów fotowoltaicznych wyprodukowano łączną moc na świecie w wysokości 100 gigawatów. Zastosowanie znajdują dwa typy systemów:
• autonomiczne – działają bez względu na warunki sieci energetycznej, doprowadzają energię do urządzeń znajdujących się wewnątrz budynku,
• połączone z siecią- przy ich pomocy wytworzona energia może zostać przesłana do sieci, bez potrzeby magazynowania jej w akumulatorach. Ten rodzaj systemu jest stosowany częściej z uwagi na zużycie powstałej energii na własne potrzeby oraz możliwość jej odsprzedaży do sieci.
Dziś panele fotowoltaiczne możemy zauważyć na dachach czy podwórkach wielu domów. Jest to coraz bardziej popularna metoda na oszczędzanie poboru energii elektrycznej od dostawców prądu. Kupując zestaw solarny od https://suntrack.pl/ inwestujesz w budżet domowy na lata. Możesz obniżyć rachunki i żyć bardziej ekologicznie.
