Soarele: cea mai mare stea din Calea Lacteea, fară de care viața pe Pământ n-ar fi posibilă. Noi, oamenii, nu prea ne gândim la soare și nici la beneficiile pe care ni le oferă, dar dacă am cunoaște pe deplin cât de mult contează energia solară, folosită în mod corect, am avea numai avanataje, mai ales că trăim într-o nouă eră în care tehnologia devine din ce în ce mai esentială.
De aceea, ne-am gândit să discutăm azi despre sistemele fotovoltaice, mai ales că din ce în ce mai mulți români sunt interesați de acestea.
Așadar:
Ce este energia solară?
Energia solară este energie utilizabilă, ce poate fi folosită sub formă de energie electrica sau termică. Energia solară este captată într-o varietate de moduri, dintre care cele mai comune sunt renumitele sisteme de panouri solare fotovoltaice care transformă razele soarelui în energie electrică utilizabilă. Pe lângă utilizarea fotovoltaică pentru a genera curent electric, energia solară este folosită în mod obișnuit în aplicații termice pentru a încălzi spatiile interioare sau diverse fluide. Proprietarii de spații rezidențiale și comerciale pot instala sisteme solare de apă caldă și pot proiecta clădirile având în vedere încălzirea solară pasivă pentru a profita pe deplin de energia solară.
Definiția efectului fotovoltaic
Termenul „fotovoltaic” provine din cuvântul grecesc „phos”, care înseamnă „lumină” și de la „volt”, unitatea de forță electromotoare, Volt. Termenul voltaic este un cuvânt care se referă la electricitatea produsă prin acțiunea chimică dintr-o baterie.
Care este definiția efectului fotovoltaic? Acesta reprezintă conversia directă a luminii în electricitate ca rezultat al unei reacții care are loc la nivel atomic. Prin valorificarea materialelor care prezintă efect fotoelectric este posibil să se creeze celule solare fotovoltaice, care să fie implementate la scară largă, adică pe acoperișurile locuințelor rezidențiale sau în fermele industriale de celule solare pentru a genera energie electrică curată și regenerabilă.
Istoria efectului fotoelectric
Efectul fotoelectric este emisia de electroni într-un material atunci când este expus la lumină. Este atât un fenomen fizic, cât și chimic, cu origini care datează de aproape două secole. Efectul fotovoltaic (generarea de tensiune și curent electric într-un material la expunerea la lumină) este strâns legat, dar diferit de efectul fotoelectric.
Efectul fotovoltaic a fost descoperit pentru prima dată de Edmund Bequerel, un fizician francez, în anul 1839. Francezul Bequerel a descoperit că anumite materiale puteau produce cantități mici de curent electric atunci când erau expuse la lumină.
Apoi, la începutul secolului XX, cercetarea amplă a lui Albert Einstein, câștigătoare a Premiului Nobel a descris natura luminii și efectul fotoelectric pe care se bazeaza tehnologia fotovoltaică. Cu toate astea, abia în 1954, primul modul fotovoltaic a fost construit de Bell Laboratories ca „baterie solară”.
Apoi, în anii 1960 industria spațială a inceput să folosească prima tehnologie fotovoltaică serioasă pentru furnizarea energiei navelor spațiale. Chiar în această perioadă tehnologia a progresat într-un mod fulgerător, ca niciodată în istoria omenirii. Doar, cu toții știm că în anul 1969 americanii au reușit să aselenizeze cu echipaj uman pe Lună. În acest fel a devenit mai fiabil și costul a început să scadă și să fie folosit în tot mai multe aplicații, mai ales în timpul crizei energetice din anii 1970, când tehnologia fotovoltaică a câștigat recunoașterea pe scară largă ca sursă de energie.
Cum funcționează tehnologia fotovoltaică
Sistemul fotovoltaic functionează astfel:
- Celula solară fotovoltaică din siliciu absoarbe radiația solară
- Când razele soarelui interacționează cu celula de siliciu, electronii încep să se miște, creând un flux de curent electric
- Firele captează și alimentează această electricitate de curent continuu (DC) la un invertor solar pentru a fi convertită în electricitate de curent alternativ (AC)
Energia fotovoltaică a fost recunoscută ca o energie regenerabilă promițătoare, iar dezvoltările de tot felul (științifice, tehnologice, industriale și logistice) au fost în creștere, producția dublându-se la fiecare doi ani și ceva. Acest lucru o face una dintre tehnologiile de energie regenerabilă cu cea mai rapidă creștere din lume.
Tipuri de panouri fotovoltaice
Există trei tipuri de panouri fotovoltaice, acestea fiind:
- Panouri fotovoltaice din siliciu monocristalin
Panourile monocristaline sunt realizate folosind celule preluate dintr-un singur cristal cilindric de siliciu. Acesta este în prezent cel mai eficient tip de tehnologie fotovoltaică matură (nu punem la socoteala tehnologiile fotovoltaicei în curs de cercetare, cum ar fi sistemele fotovoltaice organice) și, de obicei, transformă aproximativ 15% din energia solară în electricitate. Cu toate acestea, procesul de fabricație necesar pentru a produce celule și panouri fotovoltaice din siliciu monocristalin este destul de complex, rezultând astfel, un cost puțin mai mare.
- Panouri fotovoltaice din siliciu policristalin
Panourile fotovoltaice din siliciu policristalin, cunoscute și sub denumirea de celule multicristaline, sunt formate din celule tăiate dintr-un lingou de siliciu topit și recristalizat. Aceste lingouri sunt apoi tăiate în plăci extrem de subțiri care sunt construite în celule complete. Celulele policristaline sunt de obicei mai ieftine de fabricat decât celulele monocristaline datorită procesului de productie mult mai simplu. Cu toate acestea, acest lucru vine cu prețul eficienței, care se află în jurul valorii de 12%.
- Panouri fotovoltaice de siliciu amorf
Celulele de siliciu amorf sunt realizate atunci când siliciul este depus într-un strat subțire, omogen pe un substrat. Deoarece acest tip de siliciu absoarbe lumina mai eficient decât siliciul cristalin, celulele pot fi mult mai subțiri. Siliciul amorf poate fi depus atât pe substraturi rigide, cât și flexibile, făcându-l ideal pentru suprafețe curbate sau lipirea directă pe materialele de acoperiș. Deși absoarbe lumina mai bine, eficiența reală a celulei este mult mai mică decât siliciul cristalin, de obicei situat în jurul valorii de șase procente. Cu toate acestea, celulele fotovoltaice amorfe tind să fie mai ușor și mult mai ieftin de produs.
Ce conține un sistem fotovoltaic?
Orice sistem fotovoltaic dispune de o varietate de componente, care lucrează în echipa în așa fel incât, să poată genera energie electrică. Totodată, un sistem fotovoltaic conectat la rețeaua natională (ON Grid) este format din panouri fotovoltaice, sistem de prindere pe acoperis, mai multe invertoare fotovoltaice (sau doar unul), structura pentru montaj a panourilor solare, cabluri etc.
Specialiștii nostri sunt alături de tine cu cele mai bune recomandări pentru ca întregul ecosistem de panouri fotovoltaice pe care vrei să-l instalezi să funcționeze perfect.
Viitorul tehnologiei fotovoltaice
În ciuda provocărilor cu care se confruntă tehnologiile fotovoltaice este clar pentru toată lumea că există un potențial mare de a schimba jocul atunci când vine vorba de îndeplinirea obiectivelor epocii moderne de Zero Carbon. Potrivit unor studii recente, instalarea accelerată a energiei solare fotovoltaice ar putea asigura 21% din reducerea emisiilor de dioxid de carbon (aproape 4,9 gigatone anual) până în 2050, iar sistemele fotovoltaice ar putea satisface un sfert din necesarul de energie electrică a globului până în 2050, devenind a doua cea mai mare sursă de generare după cea eoliana. Cu toate acestea, capacitatea mondială trebuie să atingă de aproape 20 de ori nivelul actual (mai mult de 8.000 de gigawati) pentru a realiza acest deziderat.
