Ali so sončne celice naša prihodnost? Če upoštevamo dejstvo, da je sončna energija glavni vir energije na Zemlji, potem brez dvoma. Energija, ki jo prejme Zemlja od sonca v času enega leta je kar dvakrat večja od vseh zalog premoga, nafte, zemeljskega plina in urana skupaj.
Bilo je samo vprašanje časa, kdaj se bo človeštvo dokopalo do rešitve, kako sončno energijo bolje izkoristiti. Leta 1839 je to uspelo francoskemu fiziku Alexandru Edmondu Becquerelu z odkritjem fotonapetostnega pojava, pri katerem fotonapetostna celica pretvori svetlobno energijo sončnega sevanja v električno energijo.
Sprožil je bliskoviti razvoj sončnih celic in s tem napredek v izrabi sončne energije. Izdelali so prve selenske sončne celice in solarne module iz silicijevih sončnih celic. Ustanovili so podjetja, ki so se ukvarjala izključno s proizvodnjo takšnih modulov in začela graditi prve fotonapetostne sisteme in sončne elektrarne.
Že leta 1983 je znanstvena fantastika postala resničnost, ko je vozilo »The Quiet Achiever«, znan tudi kot »Solar Trek«, s fotonapetostnim sistemom z močjo 1 kW v dvajsetih dneh na dirki po Avstraliji prevozilo nekaj več kot 4000 km.
Pridobivanje električne energije s pomočjo sončnih celic tako ni bila več le številka v fizikalni enačbi temveč novo orodje za zmanjševanje škodljivih emisij pri uporabi drugih energetskih virov.
Velike premike v tej smeri je naredilo podjetje NU Energy, ki je gospodinjstvom v Avstraliji ponudilo brezplačno montažo solarnih panelov. Ocenili so, da lahko z vgradnjo teh panelov povprečno avstralsko gospodinjstvo prihrani do 180 dolarjev letno pri stroških za elektriko. Pomembna dejavnost podjetja je tudi pomoč ljudem pri zmanjševanju njihovega ogljičnega odtisa.
Nekoliko drugačna zgodba prihaja iz Kalifornije, kjer ima neprofitno podjetje Grid Alternatives v načrtu ponuditi brezplačno sončno energijo najrevnejšemu prebivalstvu in jim s tem pomagati znižati stroške elektrike. Z denarjem, ki so ga zbrali na podlagi kalifornijskega zakona, ki določa, da morajo podjetja plačati določeno višino odškodnine gleda na količino ogljikovega dioksida, ki ga proizvedejo, bodo priskrbeli okrog 1600 solarnih modulov do konec leta 2016.
Ekipa SMIT je naredila še korak bližje k potrošnikom in oblikovala dizajnerske sončne module, ki ne le zmanjšujejo stroške elektrike temveč se tudi vklopijo v bivalno okolje še tako zahtevnega uporabnika.
Raziskovalci Univerze Michigan so odkrili nov način pridobivanja sončne energije. Izumili so rešetaste celice, ki se raztegujejo kot harmonika in omogočajo gibanje proti soncu ter boljši izkoristek energije. Pomemben izum je nastal z uporabo papirja in škarij po metodi japonske umetnosti izdelovanja kirigamijev.
Če je v vas vsaj malo sam svojega mojstra, si lahko sončne celice izdelate tudi sami.
Cesta kot sončna elektrarna
Podjetje Colas je v sodelovanju s francoskim Nacionalnim inštitutom za solarno energijo (INES) razvilo prvo fotonapetostno prevleko za cestišče – Wattway. Wattway proizvaja čisto, obnovljivo energijo in ne predstavlja nobenih ovir za cestni promet. Cestišča so zasedena z avtomobili le 10 % svojega časa. Preostali čas pa so izpostavljena okoljskim dejavnikom. To izpostavljenost so izkoristili raziskovalci in zasnovali prevleko iz sončnih celic. Dvajset kvadratnih metrov Wattway solarnih panelov proizvede dovolj elektrike za oskrbo enega gospodinjstva. Poskrbeti je bilo potrebno tudi za vzdržljivost prevleke, saj so sončne celice krhke, cestišča pa robustna. Sončne celice so vstavili v ovoj, ki jih zaščiti pred poškodbami in hkrati omogoča dober oprijem avtomobilskim pnevmatikam. Pomislili so tudi na vgradnjo, ki je izjemno enostavna – namesti se čez obstoječo cestno podlago, brez izkopavanja in inženirskega dela.
[embedyt] http://www.youtube.com/watch?v=8ZNJhcNq9q4[/embedyt]
Sončne celice in Slovenija
Kakšna je situacija s sončnimi celicami pri nas? V Sloveniji imamo možnost pridobiti kredit ali nepovratne finančne vzpodbude za sončne ogrevalne sisteme, ki jih ponuja Slovenski okoljski javni sklad (Eko sklad). Sklad omogoča kreditiranje občanov v višini največ 20 tisoč evrov. V trenutno odprtem javnem pozivu za nepovratne finančne vzpodbude za sončne kolektorje je skupna višina sredstev 14 milijonov evrov.
V Sloveniji poznamo že kar precej uspešnih primerov uporabe sončnih celic za pridobivanje električne energije.
Leta 2007 je začela delovati lastna sončna elektrarna Strahinj na strehi Biotehniškega centra Naklo, ki je bila takrat največja fotonapetostna elektrarna v Sloveniji. V omrežje mesečno odda 7000 kWh. Sončna elektrarna Strahinj ne proizvaja samo zelene električne energije, ampak služi tudi kot uspešno učno orodje.
Danes je sončnih elektrarn po Sloveniji že veliko več in tudi zanimanje zanje raste, kar kaže tudi na to, da se ljudje obračamo k uporabi energije iz obnovljivih virov.
Domača sončna elektrarna
Sončno elektrarno ima lahko vsak, ki ima prostor, kamor lahko pritrdi sončne celice oziroma fotonapetostne module. Električno energijo lahko uporabimo za lastne potrebe, višek pa pošljemo v električno omrežje in ustvarimo dobiček. Republika Slovenija z odkupom električne energije po subvencionirani ceni prvih 15 let obratovanja podpira izgradnjo sončnih elektrarn in s tem rabo zelene energije. Po preteku 15 let pa lahko lastnik stopi na trg kot neodvisni ponudnik električne energije. Dobro je vedeti, da je pri večini ponudnikov sončnih elektrarn pričakovana uporabna doba trideset let. Pri izbiri sončne elektrarne je potrebno upoštevati ne le samo velikost elektrarne temveč tudi ustreznost fotonapetostnih modulov in ostalih gradnih elementov.
Sončna elektrarna bo dobro delovala in prinašala dobiček le v primeru, da bodo vse njene aktivnosti opravljene natančno in povezano. Pri projektiranju sončne elektrarne je potrebno upoštevati vse značilnosti njenega okolja, kot so morebitno vetrovno območje, pot sonca v različnih letnih časih, višina zgradb v neposredni bližini in seveda tudi splošna tehnološka znanja in smernice. Izbrati je potrebno optimalni tip sončnih modulov pravilnih dimenzij. Pri njihovi postavitvi pa upoštevati pravilno orientacijo in naklon.
Sončne celice, osnovni gradniki fotonapetostnih modulov, so sestavljene iz polprevodnega materiala. Najpogosteje je to silicij, ji ga pridobivamo iz kremenčevega peska. Sončnih celic je več vrst: monokristalne, multikristalne in amorfne sončne celice. Najpogosteje se uporabljajo monokristalne sončne celice, saj imajo med vsemi sončnimi celicami najvišji izkoristek
Sončne elektrarne lahko namestimo na strehe stanovanjskih hiš, pri čemer naklon strehe omogoča boljšo dostopnost sončne svetlobe, kot tudi na strehe poslovnih stavb, ki v večini primerov omogočajo pritrditev večjih sončnih elektrarn in posledično pridobivanje večje količine sončne energije. Enostavnejša in hitrejša je gradnja sončnih elektrarn na tleh, pri čemer je izjemno pomembna izbira lege, ki omogoča nemoten dostop sončne svetlobe in naklon tal ali nosilne konstrukcije. Kmetijski objekti so zaradi velike površine strehe prav tako primerni za namestitev sončne elektrarne. Pri novogradnjah ali menjavi strešnih kritin je dobro premisliti o namestitvi integrirane sončne elektrarne, ki nadomesti kritino v celoti.
Fotonapetostni moduli proizvajajo enosmerni tok, ki ga je potrebno s pomočjo razsmernika pretvoriti v izmeničnega, da lahko sončno elektrarno priklopimo na javno omrežje in prodajamo elektriko. Razsmerniki električne energije imajo zelo pomembno vlogo pri montaži fotonapetostnih sistemov, saj je tudi od jih odvisen izkoristek sončne elektrarne. Solarni modul skozi dan in leto generira različne napetosti toka in moči. Stalne spremembe se dogajajo zaradi geografskih pogojev, različnih moči sončnega sevanja, temperature modulov in vpliva okolice.
Da bi sončne elektrarne delovale kar se da optimalno, ne smemo pozabiti na vzdrževanje.
Naložba v sončno elektrarno je kljub nestabilnim razmeram na trgu varna naložba. »Surovina« za proizvodnjo električne energije je namreč brezplačna, dosegljiva vsakomur in okolju prijazna. Poskrbimo za boljši jutri in dajmo priložnost energiji iz obnovljivih virov.
