Fotowoltaika nabiera rozpędu. Zarówno w Polsce, jak i na świecie z roku na rok przybywa instalacji, które przekształcają energię promieniowania słonecznego w ciepło lub energię elektryczną. Sprzyja to środowisku naturalnemu i pozwala oszczędzić na rachunkach za ogrzewanie i prąd. Wbrew jednak pozorom technologia fotowoltaiczna to nie wymysł współczesności. Rozwijała się ona na długo przed boomem, który teraz obserwujemy. Jak więc fotowoltaika kształtowała się na przestrzeni lat?
Fotowoltaika – geneza
Wszystko zaczęło się w I poł. XIX wieku, kiedy to w 1839 r. francuscy fizycy Antoine César Becquerel oraz jego syn Alexander Edmond odkryli zjawisko fotoelektryczne. Eksperymenty z elektrodami metalowymi i elektrolitem doprowadziły uczonych do wniosku, że przewodnictwo pomiędzy ładunkami rośnie wraz z podświetleniem, co w praktyce oznacza, że niektóre materiały są w stanie wytwarzać prąd elektryczny pod wpływem światła.
Niestety, wykorzystane elementy, które składały się z selenu, przekształcały energię słoneczną w energię elektryczną w zaledwie 1-2%. Mimo braku spektakularnych wyników, zainteresowanie zjawiskiem fotoelektrycznym nie minęło. Musiało jednak upłynąć nieco czasu, zanim nastąpił kolejny przełom.
Prawie 40 lat później od odkrycia zjawiska fotoelektrycznego angielscy fizycy – W.G. Adams oraz R.E. Day – odkryli efekt fotowoltaiczny, tym razem podświetlając elementy wykonane z selenu i platyny. Wykazali oni, że do pozyskania prądu elektrycznego nie trzeba udziału elementów ruchomych. Można go wytworzyć ze światła słonecznego, wykorzystując ogniwo stałe.
Efekt fotowoltaiczny badał także Albert Einstein. W artykule z 1905 r. udowodnił, że istnieją pakiety energii świetlnej (kwanty). Za odkrycie uhonorowano go w 1921 r. Nagrodą Nobla w dziedzinie fizyki.
Dynamiczny rozwój fotowoltaiki
Krokiem milowym w rozwoju fotowoltaiki stało się wykorzystanie w 1954 r. przez amerykańskich uczonych – G. Pearsona, D. Chapina i C. Fullera – ogniw krzemowych. Jednak koszty zastosowanej technologii okazały się zbyt wysokie, by możliwe było jej powszechne wdrożenie. Nie zrezygnowano jednak z dalszego rozwoju fotowoltaiki.
Prym wiodły Stany Zjednoczone, gdzie ogniwa krzemowe zaczęto wykorzystywać w miejscach, gdzie poprowadzenie linii energetycznych było niemożliwe, np. na platformach wiertniczych czy też polach naftowych. Dalsze prace nad technologią pozwoliły obniżyć jej koszty, a także zwiększyć trwałość i wydajność oraz zmniejszyć gabaryty wykorzystywanych ogniw. Zielonej ewolucji dodatkowo sprzyjały ruchy organizacji proekologicznych.
Motorem dalszych zmian okazał się kryzys energetyczny w latach 70. XX wieku i związane z nim embargo na import paliw z krajów arabskich. Wówczas fotowoltaika stała się obiektem wzmożonych badań na całym świecie. W efekcie zwiększenia inwestycji w jednostki badawcze rozwój technologii fotowoltaicznych stał się opłacalny. Rezultatem prac był spadek kosztów wytworzenia energii ze słońca, dzięki czemu fotowoltaika zaczęła być realną konkurencją dla energii uzyskiwanej ze źródeł konwencjonalnych.
Fotowoltaika współcześnie
Już w latach 80. XX wieku w Stanach Zjednoczonych uruchomiono pierwsze farmy fotowoltaiczne. Jednak to wraz z nadejściem trzeciego tysiąclecia można mówić o prawdziwym boomie na tę technologię. Dostrzeżono nie tylko jej pozytywny wpływ na środowisko naturalne, ale również możliwość uniezależnienia się od dostawców energii z konwencjonalnych źródeł.
Obecnie na świecie funkcjonuje wiele farm fotowoltaicznych. Największa znajduje się w Chinach. Longyangxia Dam Solar Park zajmuje 24 km2 powierzchni i składa się z prawie 4 000 000 paneli. Produkuje ona 850 MW energii. Na drugim miejscu pod względem wielkości uplasowała się farma w Indiach – Kamuthi Solar Power Projekt.
Jednak technologia fotowoltaiczna to nie tylko farmy, ale również mikroinstalacje, które z roku na rok stają się coraz popularniejsze. Ich montaż przynosi bowiem inwestorom prywatnym wymierne korzyści, a atrakcyjne systemy wsparcia rządowego pozwalają obniżyć koszty związane z inwestycją.
Źródło: Inverter – firma fotowoltaiczna
