Jak działa energia słoneczna i dlaczego jest przyjazna dla środowiska

Energia słoneczna jest obecnie powszechnie uznawana za ekologiczne rozwiązanie w kontekście transformacji energetycznej. Ale czy rzeczywiście tak jest? Na to pytanie postaramy się odpowiedzieć w tym artykule.

Panele słoneczne potrafią bezpośrednio przekształcać światło słoneczne w energię elektryczną. Ta forma pozyskiwania energii jest szczególnie interesująca, ponieważ nie wymaga silników ani ruchomych części, jak w przypadku turbin wiatrowych. Posiada to szczególne zalety, które omówimy w kolejnych rozdziałach.

Panele słoneczne działają poprzez bezpośrednie oddziaływanie światła słonecznego na ogniwa fotowoltaiczne. Materiał półprzewodnikowy, z którego zbudowane są ogniwa, uwalnia elektrony, które tworzą prąd elektryczny. Systemy te są łatwe w utrzymaniu, nie wymagają szkodliwych dla środowiska smarów czy innych środków eksploatacyjnych i mogą być w dużej mierze poddawane recyklingowi w zależności od konstrukcji.

Omówimy podstawy energii słonecznej i jej działanie, a także proces konwersji energii, który przekształca światło słoneczne w prąd. Następnie zajmiemy się ekologicznymi zaletami energii słonecznej, takimi jak redukcja emisji gazów cieplarnianych, oraz jej zrównoważonym charakterem. Odpowiemy także na pytanie, dlaczego energia słoneczna jest najlepszym wyborem. Na zakończenie przedstawimy udane przykłady ekologicznych zastosowań energii słonecznej. Zanurz się z nami w świat energii słonecznej.

Podstawy energii słonecznej: Jak działa?

Efekt fotowoltaiczny jest podstawą energii słonecznej. Światło jest bezpośrednio przekształcane w prąd elektryczny. Pytanie, jak działa energia słoneczna, jest więc łatwe do odpowiedzenia. Korzyścią dla klienta jest to, że zakup paneli słonecznych daje produkt, który jest trwały, stosunkowo łatwy w utrzymaniu i ekologiczny, a także zapewnia znaczne oszczędności kosztów.

Proces konwersji energii: Od światła słonecznego do prądu

Jak już wspomniano, ogniwo słoneczne przekształca padające światło słoneczne w prąd. Ten prąd to prąd stały, którego zazwyczaj nie używamy w gospodarstwach domowych. Dlatego systemy słoneczne wyposażone są w tzw. inwerter. Inwerter ten jest w stanie przekształcić prąd stały w prąd zmienny, który może być wykorzystywany w gospodarstwie domowym lub wprowadzany do sieci elektrycznej.

Typowa dachowa instalacja fotowoltaiczna składa się z kilku paneli słonecznych i inwertera. Szczególnie wydajne systemy mają podłączony mikroinwerter do każdego panelu słonecznego. Ma to tę zaletę, że systemy te są lepiej przygotowane na zacienienia.

Ekologiczne zalety energii słonecznej: Redukcja gazów cieplarnianych

Zrównoważoność energii słonecznej w dziedzinie odnawialnych źródeł energii jest niezaprzeczalna. W porównaniu z paliwami kopalnymi, takimi jak węgiel brunatny, węgiel kamienny i gaz ziemny, emisja CO2 jest bardzo niska i głównie związana z produkcją paneli. Oto porównanie emisji CO2 z różnych źródeł energii w gramach na kWh (Źródło: Umweltbundesamt: Emissionsbilanz erneuerbare Energieträger 2021).

Zrównoważoność i odnawialne źródła energii: Dlaczego energia słoneczna jest najlepszym wyborem

Energia słoneczna ma wiele zalet w porównaniu do innych źródeł energii. Przede wszystkim jest to często jedyna możliwość dla osób prywatnych do samodzielnej produkcji energii. Miejsca na turbiny wiatrowe są ograniczone ze względu na przepisy prawne, a podobnie jest z hydroenergetyką. Ponadto, te instalacje wiążą się z bardzo wysokimi kosztami, które są nieosiągalne dla osób prywatnych. Od 2010 roku ceny paneli słonecznych spadły o około 90%, co sprawia, że są one dostępne dla każdego i zwracają się po kilku latach dzięki wysokim kosztom energii. Instalacja paneli słonecznych jest również ułatwiona przez państwo, co sprawia, że małe instalacje, takie jak tzw. elektrownie balkonowe, są opłacalne nawet dla najemców mieszkań.

Przykłady ekologicznych zastosowań energii słonecznej

Obecnie istnieje wiele przykładów udanych instalacji słonecznych. Największy park słoneczny w Niemczech, Solarpark Neuhardenberg, produkuje około 175 MW energii. Ta ilość wystarcza do zasilania około 50 000 gospodarstw domowych.

Jednak nie tylko duże instalacje dokumentują sukces energii słonecznej. Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) prowadzi programy wsparcia, takie jak program „Erneuerbare Energien - Standard (270)”, oferując niskooprocentowane pożyczki na instalacje fotowoltaiczne. Dotyczy to także małych instalacji, takich jak elektrownie balkonowe, składające się z jednego lub dwóch paneli o łącznej mocy 800 W. Od początku wdrożenia tych programów zainstalowano wiele tysięcy takich małych systemów, które globalnie stanowią cenny wkład w ochronę środowiska i pozwalają użytkownikom obniżyć własne koszty energii.