Sončna energija: kaj morate vedeti
Sončna energija je uporabna energija, proizvedena iz sonca v obliki električne ali toplotne energije. Sončna energija se zajema na različne načine, najpogostejši pa je s fotovoltaičnimi sončnimi ploščami, ki pretvarjajo sončne žarke v uporabno elektriko. Poleg uporabe fotovoltaike za proizvodnjo električne energije se sončna energija pogosto uporablja v toplotnih aplikacijah za ogrevanje notranjih prostorov ali tekočin. Lastniki stanovanjskih in poslovnih nepremičnin lahko namestijo solarne sisteme za toplo vodo in svoje stavbe oblikujejo z mislijo na pasivno sončno ogrevanje, da v celoti izkoristijo sončno energijo' s sončno tehnologijo.
So zainteresirani za izkoriščanje sončne energije? Sončne celice so nameščene na treh glavnih ravneh: stanovanjska, poslovna in uporabna. Solarni sončni zahod je običajno tipično nameščen na strehah domov ali na odprtem zemljišču (pritrjen) in je običajno med 5 in 20 kilovati (kW), odvisno od velikosti nepremičnine. Komercialni projekti sončne energije so običajno nameščeni v večjem obsegu kot stanovanjske sončne energije. Čeprav se posamezne naprave lahko zelo razlikujejo po velikosti, ima komercialna sončna energija dosleden namen: zagotavljati sončno energijo na kraju samem podjetjem in neprofitnim organizacijam. Nenazadnje so solarni projekti komunalnega obsega običajno velike naprave z nekaj megavati (MW), ki zagotavljajo sončno energijo velikemu številu odjemalcev.
Kako deluje sončna energija?
Sončna plošča (znana tudi kot solarni modul) je sestavljena iz plasti silicijevih celic, kovinskega okvirja, steklene ohišja in ožičenja za prenos električnega toka iz silicija. Silicij (atomski št. 14 na periodnem sistemu) je nekovina s prevodnimi lastnostmi, ki mu omogočajo absorpcijo in pretvorbo sončne svetlobe v uporabno električno energijo. Ko svetloba zadene silicijevo celico, povzroči, da se elektroni v siliciju sprožijo in sprožijo tok električnega toka. To je znano kot "fotovoltaični učinek" in opisuje splošno funkcionalnost tehnologije sončnih celic.
Znanost o proizvodnji električne energije s sončnimi kolektorji se skriva v tem fotonapetostnem učinku. Prvič jo je leta 1839 odkril Edmond Becquerel, nanjo pa lahko gledamo kot na lastnost določenih materialov (znanih kot polprevodniki), ki jim omogočajo ustvarjanje električnega toka, kadar so izpostavljeni sončni svetlobi.
Fotovoltaični proces deluje v naslednjih širokih korakih:
1. Silicijeva fotonapetostna sončna celica absorbira sončno sevanje
2. Ko sončni žarki sodelujejo s silicijevo celico, se elektroni začnejo premikati in ustvarjajo pretok električnega toka
3. Žice zajemajo in napajajo to enosmerno (DC) električno energijo v solarni pretvornik, ki se pretvori v izmenično električno (AC) električno energijo
Kratka zgodovina sončne energije
Leta 1954 je Bell Labs razvil prvo silicijsko fotovoltaično celico. Čeprav je bila sončna energija prej zajeta in pretvorjena v uporabno energijo z različnimi metodami, je sončna energija šele po letu 1954 začela postajati dober vir električne energije za napajanje naprav v daljšem časovnem obdobju. Prve sončne celice so pretvorile sončno sevanje v električno energijo s 4-odstotno učinkovitostjo - referenčno je, da danes lahko številni široko dostopni sončni kolektorji pretvorijo sončno svetlobo v sončno energijo z več kot 20-odstotno učinkovitostjo, število pa je v stalnem porastu.
Čeprav je bilo sprejemanje sončne energije sprva počasno, so številne državne in zvezne spodbude in politike prispevale k znižanju stroškov sončnih kolektorjev dovolj daleč, da so postali širše sprejeti. V tem trenutku ima sončna energija dovolj zmogljivosti za napajanje 11 milijonov od 126 milijonov gospodinjstev v državi.
Stroški sončne energije
Sočasno s povečanjem učinkovitosti sončnih kolektorjev so se stroški sončne energije znatno zmanjšali. Samo v zadnjem desetletju so se stroški namestitve sončne celice znižali za več kot 60 odstotkov, številni strokovnjaki iz industrije pa napovedujejo, da bodo cene v prihodnjih letih še naprej padale:
Poleg tega lahko več popustov ali spodbud za sončno energijo prispeva k nadaljnjemu znižanju stroškov sončne energije.
Sončna energija je obnovljiv vir energije
Sončna energija je čudovit, poceni obnovljiv vir energije, ki ga je mogoče izkoristiti skoraj povsod po svetu - vsaka točka, kjer sončna svetloba zadene površino zemlje, je potencialno mesto za proizvodnjo sončne energije. In ker sončna energija prihaja iz sonca, predstavlja neomejen vir energije. Tehnologije obnovljive energije proizvajajo električno energijo iz neskončnih virov. Primerjajte na primer proizvodnjo električne energije z obnovljivimi viri s fosilnimi gorivi. Na stotine tisoč let je trajalo, da so nastali nafta, plin in premog, zato se vsakič, ko eden od teh virov zažge za ustvarjanje električne energije, ta končni vir nekoliko približa izčrpanju. Uporaba obnovljivih virov - kot so veter, sončna energija in hidroelektrarne - za proizvodnjo električne energije teh virov ne izčrpa. Na površini Zemlje' bo vedno sijala sončna svetloba in po pretvorbi sončne svetlobe v električno energijo je v prihodnosti še vedno neskončno veliko sončne svetlobe. To je tisto, zaradi česar je sončna energija po naravi obnovljiva energija.
Akumulator za sončno energijo +, električna vozila in še več
Hitro širjenje sončne energije po vsej državi in po svetu je prav tako privedlo do vzporedne rasti na več sosednjih območjih. Pomembno je, da sta sistema za shranjevanje energije in električna vozila dva sektorja, ki bosta ob sončni energiji eksplodirala tako, da bosta povečala koristi sončne energije.
Glede na to, da sončne celice lahko proizvajajo energijo le, ko sije sonce, postaja vse bolj pomembno shranjevanje proizvedene, vendar neizkoriščene energije čez dan za poznejšo uporabo. Na primer, sončne baterije hranijo električno energijo in se lahko črpajo v obdobjih slabe sončne proizvodnje. Še več, rešitve za shranjevanje solar-plus delujejo na vseh ravneh inštalacij sončnih celic in zagotavljajo številne dodatne prednosti, od zanesljivosti energije do odpornosti omrežja in nižje stroškovne moči.
Električna vozila so drugi izdelek, ki je pripravljen zagnati val sprejemanja sončne energije. Z nižjimi stroški vzdrževanja, nižjimi stroški goriva in manjšim vplivom na okolje kot tradicionalna vozila z motorji z notranjim zgorevanjem bodo električna vozila v prihodnjih letih pomemben del avtomobilske industrije. Z vse večjo uporabo električnih vozil prihaja tudi do vedno večje potrebe po električni energiji za upravljanje vozil, ki je popolna za sončno energijo. Porazdeljene sončne instalacije zagotavljajo poceni in zanesljivo električno energijo za električna vozila neposredno od sonca. V svetu povečane elektrifikacije po vsem domu je sončna energija eden izmed najbolj poceni, zanesljivih in najčistejših načinov za napajanje naše elektrificirane prihodnosti.
