Przedstawiamy małe kompendium wiedzy o fotowoltaice.
Gwiazda zasilająca cywilizację
Słońce emituje energię, której znikomy ułamek docierający do Ziemi wystarczyłby do pokrycia globalnego zapotrzebowania na prąd w ciągu godziny. Przez dekady energetyka słoneczna była traktowana jako ciekawostka naukowa lub luksus zarezerwowany dla misji kosmicznych.
Dzisiaj, dzięki drastycznemu spadkowi kosztów technologii (o ponad 80% w ciągu ostatniej dekady), fotowoltaika stała się najbardziej popularnym odnawialnym źródłem energii. Pozwala ona każdemu właścicielowi dachu stać się producentem energii, zmieniając architekturę systemu energetycznego z centralnej na rozproszoną.
Skąd ten prąd?
Panele fotowoltaiczne produkują energię elektryczną, która zasila urządzenia elektryczne i oświetlenie. Zjawisko fotowoltaiczne to proces fizyczny zachodzący w półprzewodnikach. Współczesne ogniwa wykonane są głównie z krzemu krystalicznego (monokrystalicznego lub polikrystalicznego).
Każde ogniwo składa się z dwóch warstw krzemu o różnych właściwościach elektrycznych. Gdy foton (cząsteczka światła) uderza w atom krzemu, wybija z niego elektron, tworząc tzw. parę elektron-dziura. Wbudowane pole elektryczne na złączu tych warstw wymusza ruch elektronów w określonym kierunku, co generuje prąd stały (DC). Pojedyncze ogniwa są łączone w moduły (panele), a te w całe łańcuchy.
Ponieważ w naszych gniazdkach płynie prąd zmienny (AC), niezbędnym elementem jest inwerter (falownik). To urządzenie nie tylko zmienia rodzaj prądu, ale również monitoruje parametry sieci i optymalizuje wydajność całego systemu.
Pewna inwestycja
Analiza efektywności ekonomicznej fotowoltaiki ewoluowała. Dzisiaj nie pytamy już „czy się opłaca”, ale „jak szybko się zwróci”.
Z punktu widzenia ekonomii podstawowe zalety instalacji fotowoltaicznej to:
- Niemal zerowe koszty operacyjne (bezobsługowe działanie i niska awaryjność).
- Podniesienie wartości nieruchomości - wyceny rzeczoznawców wskazują, że dom z własnym źródłem energii zyskuje na wartości od 3 do 5% więcej niż budynek bez instalacji.
- Gotowość do działania w dodatnich i ujemnych temperaturach – praca 365 dni w roku.
- Duża wydajność pozwalająca nawet na całkowite uniezależnienie od zewnętrznego dostawcy prądu.
- Możliwość magazynowania energii lub jej oddawania do sieci.
- Długa żywotność przy regularnej konserwacji – nawet do 25 lat.
W dziedzinie odnawialnych źródeł energii nie ma idealnych rozwiązań. Na niekorzyść instalacji fotowoltaicznej zaliczyć należy przede wszystkim wysoki koszt początkowy instalacji.
Korzyści dla środowiska
Poza portfelami użytkowników instalacja fotowoltaiczna łaskawa jest również dla planety. Jedna instalacja o mocy 10 kWp (standard dla dużego domu) pozwala uniknąć emisji około ośmiu ton dwutlenku węgla rocznie w porównaniu do miksu energetycznego opartego na węglu. To ekwiwalent posadzenia blisko czterystu drzew.
W przeciwieństwie do elektrowni konwencjonalnych fotowoltaika nie wymaga wody do chłodzenia.
Mity
Wokół fotowoltaiki narosło wiele mitów, które wymagają konfrontacji z faktami:
- Recykling
Przeciwnicy instalacji twierdzą, że panele to odpady trudne do utylizacji. 90% masy panelu to aluminium i szkło – surowce łatwo odzyskiwalne. Istnieją już zakłady w Europie (np. we Francji), które odzyskują z ogniw nawet srebro i krzem o wysokiej czystości.
- Wydajność w pochmurne dni
Polska nie jest krajem wiecznego słońca, ale panele pracują również na świetle rozproszonym. Optymalna temperatura pracy to ok. 25°C – zbyt wysokie upały paradoksalnie obniżają wydajność krzemu, dlatego umiarkowany polski klimat jest dla nich korzystny.
- Zeroemisyjność tylko z nazwy
Często podnoszonym argumentem jest kwestia energii zużytej na wyprodukowanie paneli. W warunkach europejskich panel słoneczny „oddaje” energię zużytą na jego produkcję w czasie od 1 do 2 lat użytkowania. Biorąc pod uwagę 25-30 letni okres eksploatacji, przez 95% czasu swojej pracy panel dostarcza czystą energię „netto”.
Przyszłość
Rozwój technologii paneli nie zatrzymuje się na krzemie. Perowskity to nowa klasa materiałów, które mogą być nanoszone na dowolne powierzchnie (nawet folie czy szyby) za pomocą druku. Są lżejsze i mogą być elastyczne, co otwiera drogę do zasilania urządzeń mobilnych czy elewacji budynków.
BIPV (Building Integrated Photovoltaics) to zintegrowanie paneli z materiałami budowlanymi. Zamiast kłaść panele na dachówkę, sam dach (lub elewacja) staje się panelem. To przyszłość architektury energooszczędnej.
Twoja własna elektrownia
Fotowoltaika to coś więcej niż oszczędność na rachunkach. To narzędzie walki ze zmianami klimatu, które oddaje władzę nad energią w ręce obywateli. Decyzja o montażu paneli to wyraz odpowiedzialności za przyszłe pokolenia i wykazanie się dalekowzrocznością ekonomiczną.
Artykuł został opracowany w ramach kampanii edukacyjnej stanowiącej element projektu pn. Budowa instalacji fotowoltaicznej z magazynami energii w budynkach użyteczności publicznej, dofinansowanego ze środków Unii Europejskiej.
www.mapadotacji.gov.pl
Beneficjent: Gmina Goczałkowice-Zdrój
Wartość dotacji: 1 037 495,51 zł
