W XXI wieku alternatywne źródła energii zyskują coraz większą popularność. Tym samym w roku 2023 moce alternatywnych źródeł energii wzrosły o 50% w porównaniu do wyników za rok 2022. Według Międzynarodowej Agencji Energetycznej do 2030 roku światowa moc odnawialna wzrośnie o kolejne 2,5 razy. W tym artykule omówię zalety i wady energii słonecznej we współczesnych realiach.
- Obszary zastosowań energii słonecznej
- Korzyści z energii słonecznej
- Wady energii słonecznej
- Możliwość instalacji paneli słonecznych w odległych lub trudno dostępnych regionach
- Problemy recyklingu starych paneli fotowoltaicznych
- Połączenie z innymi źródłami energii
- Możliwość wykorzystania energii słonecznej w różnych dziedzinach
Obszary zastosowań energii słonecznej
Energia słoneczna ma szeroki zakres zastosowań i jest wykorzystywana w wielu obszarach:
Energia
Jednym z kluczowych obszarów wykorzystania energii słonecznej jest produkcja energii elektrycznej.
Przekształcenie światła słonecznego w energię elektryczną jest możliwe dzięki panelom słonecznym. W ten sposób efekt fotowoltaiczny w panelach słonecznych przekształca światło w prąd elektryczny, który można następnie wykorzystać bezpośrednio lub przechowywać w akumulatorach do późniejszego wykorzystania.
Panele słoneczne instaluje się na dachach budynków, na ziemi, w specjalnie wyznaczonych miejscach do wytwarzania energii elektrycznej. Mogą to być zarówno duże farmy fotowoltaiczne, jak i małe, indywidualne systemy do użytku domowego.
Branża motoryzacyjna
Energię słoneczną można wykorzystać w przemyśle motoryzacyjnym do ładowania pojazdów elektrycznych. Niektóre samochody wyposażone są w panele słoneczne umieszczone bezpośrednio na dachu, co pozwala na ładowanie akumulatorów nawet podczas jazdy. Na przykład w 2019 r. studenci inżynierii zaprezentowali Lightyear One, samochód hybrydowy zasilany energią słoneczną.
Przemysł kosmiczny
W kosmosie panele słoneczne są szeroko stosowane do zasilania statków kosmicznych i satelitów. Zamieniają światło słoneczne w energię elektryczną, która zasila wszystkie systemy na pokładzie.
Urządzenia mobilne
W niektórych przypadkach panele słoneczne służą do ładowania urządzeń mobilnych, takich jak smartfony, tablety i laptopy. Jest to szczególnie przydatne podczas pieszych wędrówek lub wypraw, gdy nie ma dostępu do prądu z gniazdka.
Korzyści z energii słonecznej
- Szerokie zastosowanie: energia słoneczna wykorzystywana jest do zasilania w energię elektryczną różnych obiektów infrastruktury (w tym pojazdów), stanowiąc główne lub dodatkowe źródło energii elektrycznej; stosowane w systemach grzewczych; zaspokaja indywidualne potrzeby w zakresie podgrzewania wody itp.
- Przyjazny dla środowiska: wykorzystanie energii słonecznej nie zanieczyszcza środowiska i nie wytwarza gazów cieplarnianych.
- Zmniejszanie zależności od skończonych zasobów naturalnych: wykorzystanie energii słonecznej pomaga zmniejszyć zależność od ropy, gazu i innych paliw.
- Wpływ gospodarczy:Inwestowanie w energię słoneczną tworzy miejsca pracy i pomaga obniżyć koszty.
- Bezpieczna i wydajna: energia słoneczna jest bezpieczna i może zwiększyć wydajność (współczynnik wydajności).
- Bez okablowania: Panele słoneczne nie wymagają okablowania, dzięki czemu instalacja jest łatwiejsza i wygodniejsza.
Wady energii słonecznej
- Niespójność: Wadą jest niestabilność w nocy i w pochmurne dni, ale zdolność do magazynowania energii może rozwiązać ten problem.
- Sezonowość: ilość wyprodukowanej energii słonecznej zależy od pory roku.
- Wysoka inwestycja początkowa: początkowy koszt paneli słonecznych, powiązanego sprzętu i koszty instalacji są dość wysokie.
- Długi okres zwrotu.
Możliwość instalacji paneli słonecznych w odległych lub trudno dostępnych regionach
Na terytorium Federacji Rosyjskiej wykorzystanie alternatywnych źródeł energii (generacja słoneczna i wiatrowa) jest ujęte w programach zrównoważonego rozwoju kompleksu elektrociepłowni na poziomie legislacyjnym. W szczególności wprowadzenie tej praktyki dotyczy również rejonów trudno dostępnych i odległych, gdzie przez cały rok panuje słoneczna pogoda. Zatem w południowych regionach Rosji wydaje się to obiecujące.
W rejonach polarnych, w których część roku przypada Noc Polarna, wręcz przeciwnie, korzystanie z takich źródeł energii elektrycznej jest nieopłacalne. W tej chwili megawatowe kompleksy energetyczne w regionach takich jak Terytoria Krasnodaru i Stawropola, a także w Republice Kałmucji już dostarczają energię nie tylko do pojedynczych obiektów, ale także do złożonych obiektów infrastruktury, w tym przemysłowych.
Problemy recyklingu starych paneli fotowoltaicznych
Jednocześnie w niektórych przypadkach akumulator zostaje rozliczony przed szacowanym okresem użytkowania. Może się to zdarzyć z następujących powodów:
- Przedwczesne zużycie i starzenie się. Panele z biegiem czasu ulegają zużyciu i utracie wydajności. Nieprzestrzeganie warunków pracy może przyspieszyć ten proces. Jeśli panel słoneczny przestanie wytwarzać wystarczającą ilość energii lub ulegnie awarii, jego utylizacja staje się nieunikniona.
- Przestarzałe technologie. Szybki rozwój technologii ogniw słonecznych sprawia, że poprzednie modele stają się przestarzałe. Przestarzałe panele mogą charakteryzować się niską wydajnością w porównaniu do innowacyjnych, przez co ich zastosowanie staje się niepraktyczne.
Połączenie z innymi źródłami energii
Łączne wykorzystanie energii słonecznej z innymi rodzajami energii odnawialnej i inną jest jednym z najbardziej obiecujących podejść w sektorze energetycznym. Energię słoneczną można skutecznie wykorzystywać w połączeniu z innymi rodzajami energii odnawialnej, takimi jak energia wiatrowa, wodna i innymi, takimi jak energia jądrowa i wodór.
Zaletą tego łączonego podejścia jest bardziej niezawodne i stabilne dostarczanie energii niż w przypadku stosowania tylko jednego typu. Na przykład elektrownie wiatrowe i słoneczne kompensują się wzajemnie o różnych porach dnia i w zależności od pory roku, zmniejszając w ten sposób ryzyko całkowitej awarii zasilania w obiekcie.
Ponadto dzielenie się energią słoneczną z innymi źródłami może poprawić efektywność ekonomiczną projektów. W niektórych przypadkach energię słoneczną można wykorzystać do utrzymania stabilności systemu i zmniejszenia obciążenia droższych źródeł energii.
Ogólnie rzecz biorąc, łączne wykorzystanie energii słonecznej z innymi rodzajami energii odnawialnej i innymi rodzajami energii pomaga zdywersyfikować portfel energii, zwiększyć zrównoważony charakter systemu dostaw energii i zmniejszyć negatywny wpływ na środowisko.
Możliwość wykorzystania energii słonecznej w różnych dziedzinach
Korzyści z wykorzystania energii słonecznej w różnych dziedzinach wynikają z korzyści w aspektach ekonomicznych, środowiskowych i społecznych. Po pierwsze, energia słoneczna jest niewyczerpanym źródłem energii, w przeciwieństwie do tradycyjnych źródeł, takich jak węgiel i ropa.
Energia słoneczna jest dostępna niemal wszędzie, zapewniając stabilność dostaw energii i zmniejszając zależność od dostępności dodatkowych zasobów naturalnych. Co więcej, energia słoneczna jest czystym i przyjaznym dla środowiska źródłem energii. Podczas wytwarzania energii słonecznej nie dochodzi do emisji szkodliwych substancji i gazów cieplarnianych, co ogranicza negatywny wpływ na środowisko i pomaga przeciwdziałać zmianom klimatycznym.
Zatem energię słoneczną można w dużym stopniu dostosować do różnych zastosowań. Można go stosować na wielu płaszczyznach – od małej skali (takiej jak dostarczanie prądu do urządzeń mobilnych czy podgrzewanie wody w prywatnym domu) po projekty na dużą skalę (budowa dużych elektrowni słonecznych).
