Farma fotowoltaiczna - okolice Koszyc - SłowacjaW świadomości przeciętnego Polaka głęboko zakorzenione jest przekonanie, że dysponujemy dużymi zasobami paliw kopalnych, które zaspokoją nasze potrzeby. Wprawdzie rośnie popularność kolektorów słonecznych, które służą głównie latem do podgrzewania wody użytkowej i basenowej, jednak inwestycje w te i podobne rozwiązania przez gros ludzi traktowane są jako fanaberia bądź hobby. Wynika to z jednej strony z konieczności poniesienia dużych wydatków inwestycyjnych, z drugiej – z małej wiedzy na temat zasadności wykorzystania na większą skalę energii Słońca.

Nie bez znaczenia jest też fakt, że biurokracja i brak czy też zaledwie symboliczne wsparcie finansowe ze strony instytucji państwowych skutecznie potrafią zniechęcić nawet zdeklarowanego ekologa. Tymczasem wystarczyłoby ok. 800 km2 paneli fotowoltaicznych, by w pełni pokryć zapotrzebowanie naszego kraju na energię elektryczną.

Farma fotowoltaiczna - okolice Koszyc - Słowacja

Jak do fotowoltaiki podchodzą inne kraje

Dynamiczny rozwój fotowoltaiki to ostatnie dziesięciolecie. W 2011 r. w Europie zainstalowano ponad 21,5 MWp, rok wcześniej zdecydowanie mniej, bo 13,7 MWp. Całkowita wartość instalacji fotowoltaicznych na koniec 2011 roku kształtowała się na poziomie ponad 51,3 MWp. W UE 2% wytwarzanej energii pochodzi z fotowoltaiki; pokrywa ona też 4% szczytowego zapotrzebowania. Niewątpliwie walorem Słońca jako źródła energii jest fakt, że dostarcza jej ono w ciągu dnia, kiedy też przypada szczyt zapotrzebowania na nią. Liderem na europejskim rynku paneli fotowoltaicznych są Niemcy, gdzie w ciągu ostatnich dwóch lat tak pozyskana energia w miesiącach letnich zaspokajała nawet do 50% zapotrzebowania.

Równie dynamicznie rozwija się fotowoltaika we Włoszech, które w 2011 roku miały 9GWp przyrostu mocy. Ponadto instalacje fotowoltaiczne powstają w wielu innych krajach. W Niemczech małe i średnie instalacje budowane są przez inwestorów indywidualnych – duża część z nich to instalacje małej mocy, nastawione na zaspokajanie potrzeb inwestora a nie traktowane jako źródło dochodu. Pomocne w ich rozwoju mają być Inteligentne Sieci Energetyczne, które – zgodnie z unijnymi dyrektywami - muszą zostać do 2020 roku wdrożone we wszystkich krajach w celu poprawy energooszczędności.

Inwerter czyli konwerter prądu stałego w zmienny dużej mocy

Czy warto inwestować w panele słoneczne

Czy jest zasadność inwestowania w fotowoltaikęw Polsce? Jak już wspomniano, przeciętny człowiek widzi i uznaje korzyści z korzystania z biomasy, wiatru, jednak panuje przekonanie, że w naszym kraju promieniowanie słoneczne jest zbyt słabe, by zaspokoić potrzeby, a przede wszystkim – by zagwarantować opłacalność inwestycji. To prawda, że polskie zasoby energii słonecznej wyrażane w nasłonecznieniu są umiarkowane. Ale prawdą jest też, że mamy warunki niemal identyczne pod tym względem jak Niemcy czy północna Francja, a zdecydowanie lepsze niż np. Dania czy Szwecja, gdzie energia słoneczna z powodzeniem jest przetwarzana i konsumowana. Inwestycje te są jak najbardziej uzasadnione, potrzeba jednak odpowiednich uregulowań prawnych oraz wsparcia finansowego dla zainteresowanych rozwojem tej dziedziny. Bez specjalnych programów wspierających i dopłat szanse na dynamiczny wzrost powierzchni zainstalowanych paneli fotowoltaicznych są niewielkie, ponieważ nadal produkcja energii z fotowoltaiki jest droższa niż z paliw kopalnych.

Konstrukcja nośna paneli fotowoltaicznychTypowy dach domu o pow. ok. 70 m2 może być źródłem 10 tys. kWh energii. Jeśli wyposaży się go w urządzenia służące do produkcji energii, będzie generował ok. 11 tys. zł rocznie przychodu dla takiego domu. Warto pamiętać, że ta ilość energii przekracza zapotrzebowanie typowej i wcale nie energooszczędnej rodziny, zważywszy że – jak wynika z danych Tauron - przeciętna 4-osobowa rodzina w Polsce zużywa 2100 kWh/rok. Tym samymi dach może wyprodukować niemal pięciokrotnie więcej energii niż jest to potrzebne. Pojawia się pytanie – co zrobić z jej nadmiarem? Przecież zasoby energii słonecznej nie są równomiernie rozłożone w ciągu roku – zimą jest ich nawet siedmiokrotnie mniej niż latem. Rozwiązaniem są właśnie Inteligentne Sieci Energetyczne, dzięki którym przeciętny Kowalski staje się nie tylko konsumentem energii, ale też jej producentem.

Ogniwo fotowoltaiczne polikrystaliczneRozkład nasłonecznienia na powierzchnię horyzontalną zmienia się w zależności od kąta nachylenia paneli. Jeśli zmienimy kąt pochylenia płaszczyzny i kierunek świata, nasłonecznienie będzie większe lub mniejsze w stosunku do nasłonecznienia na powierzchnię horyzontalną. W przypadku fotowoltaiki celem jest maksymalizacja uzysku energii w ciągu całego roku. Idealny kąt zależy od tego, jaki jest tryb instalacji, jej przeznaczenie i przede wszystkim okres pracy. Pod innym kątem panele fotowoltaiczne ustawia się zakładając ich całoroczną pracę, pod innym – jeśli chcemy je wykorzystywać tylko w wybranych okresach.

Panel fotowoltaiczny z ogniw monokrystalicznych

Kilka ważnych pojęć:

fotowoltaika (PV) – to dziedzina zajmująca się przekształceniem światła słonecznego w prąd przy wykorzystaniu efektu fotowoltaicznego, który jest uzyskiwany w różny sposób w zależności od rodzaju ogniwanatężenie promieniowania słonecznego – to chwilowa moc Słońca wyrażona w Watt/m2, dla Polski kształtuje się ono w przedziale 900 – 1200 kWh/m2;
nasłonecznienie – określa zasoby energii słonecznej w określonym miejscu i czasie i wyrażane jest m.in. w kWh/m2/dzień, miesiąc, rok; średnie roczne nasłonecznienie w Polsce kształtuje się na poziomie ok. 1000 kWh/m2, z kolei średnia suma nasłonecznienia to ok. 1600 godzin;
usłonecznienie – jest to parametr stricte meteorologiczny, to liczba godzin słonecznych, czyli ten czas, kiedy promieniowanie słoneczne pada na ziemię bezpośrednio;
absorpcja – czyli pochłanianie energii promieniowania słonecznego;
Transformatorownia na farmie fotowoltaicznej niedaleko Koszyc na Słowacjienergia solarna – to energia elektryczna i cieplna wytworzona w oparciu o światło słoneczne; zajmuje się nią energetyka słoneczna;
ogniwo solarne – to element umożliwiający konwersję energii promieniowania w prąd; pojedyncze ogniwo jest w stanie wytworzyć średnio do ok. 2 W energii elektrycznej
moduł fotowoltaiczny – określona liczba połączonych z sobą szeregowo lub równolegle ogniw solarnych, mają powierzchnię do 1 m2, dzięki trwałej i hermetycznej obudowie cechuje je wieloletnia trwałość, a także odporność na destrukcyjny wpływ warunków atmosferycznych, zanieczyszczenia, korozję itp.;
panel fotowoltaiczny – to grupa połączonych z sobą równolegle lub szeregowo modułów wytwarzających prąd stały; w zależności od projektu i przeznaczenia może pracować przy niskim lub bardzo wysokim napięciu.