Krzysztof Borkowski 
Na skróty
Zaczęło się we Francji
Energetyka słoneczna zaczęła się rozwijać już w XIX wieku. Pierwsze badania nad wykorzystaniem energii słonecznej do wytwarzania prądu elektrycznego rozpoczęły się w latach 1839-40, kiedy to francuski fizyk Edmond Becquerel odkrył efekt fotowoltaiczny. To odkrycie umożliwiło późniejszy rozwój ogniw słonecznych, które mogły przekształcać światło słoneczne bezpośrednio w energię elektryczną. Jednak dopiero w połowie XX wieku technologia ta zaczęła być szerzej stosowana, głównie w programach kosmicznych, zanim znalazła szersze zastosowanie na Ziemi.
Programy kosmiczne zaczęły wykorzystywać energię słoneczną w latach 50. XX wieku. Pierwszym satelitą, który użył paneli słonecznych, był amerykański Vanguard 1, wystrzelony w 1958 roku. Panele słoneczne na pokładzie satelitów i sond kosmicznych służyły głównie do zasilania systemów elektrycznych, umożliwiając długoterminowe misje badawcze bez konieczności korzystania z baterii, które szybko się wyczerpują. Ta technologia pozwoliła na eksplorację dalszych zakątków Układu Słonecznego i stała się standardem w konstrukcji większości urządzeń kosmicznych.
Wtedy pojawiła się komercja
Pierwsze komercyjne panele słoneczne zostały wprowadzone na rynek w latach 50., ale były one drogie i miały ograniczoną efektywność. Z czasem, dzięki badaniom i rozwojowi, koszty produkcji paneli słonecznych zaczęły spadać, a ich efektywność rosła, co umożliwiło szersze zastosowanie w gospodarstwach domowych i przemyśle. Ale rozwój i komercjalizacja technologii słonecznych ewoluowały stopniowo. Wczesne zastosowania paneli słonecznych obejmowały między innymi systemy nawigacyjne w morskich latarniach czy zasilanie sprzętu w odległych lokalizacjach. Szerokość i tempo adopcji energii słonecznej rosły w miarę postępów technologicznych i spadku kosztów produkcji ogniw fotowoltaicznych.Rozwój ten sprzyjał rosnącej świadomości ekologicznej i potrzebie zmniejszenia emisji dwutlenku węgla.
Rośnie świadomość i zastosowanie
Dzisiaj energetyka słoneczna znajduje zastosowanie w wielu sektorach przemysłu, od małych przedsiębiorstw po duże korporacje. Wykorzystuje się ją do zasilania fabryk, magazynów i biur, redukując koszty energii i wpływ na środowisko. Ponadto, przemysł rolniczy stosuje panele słoneczne do zasilania systemów nawadniających i wentylacyjnych. Energetyka słoneczna wspiera także sektor transportu, na przykład przez zasilanie pojazdów elektrycznych czy infrastruktury ładowania.
Przełom w technologii
Zastosowanie superwydajnych ogniw słonecznych ma potencjał do rewolucji w sektorach takich jak budownictwo, motoryzacja czy produkcja energii, oferując ekologiczne i ekonomiczne rozwiązania.
Tymczasem nowatorskie podejście do budowy ogniw słonecznych może doprowadzić do obniżenia kosztów produkcji energii odnawialnej i uczynić ją jeszcze bardziej dostępną dla szerokiej populacji. Jest to krok milowy w dążeniu do zrównoważonego rozwoju i redukcji emisji dwutlenku węgla.
Badania nad superwydajnymi ogniwami słonecznymi koncentrują się na zwiększeniu ich zdolności do konwersji światła słonecznego na energię elektryczną. Naukowcy eksperymentują z nowymi materiałami, takimi jak perowskity czy nanokryształy, aby poprawić efektywność i zmniejszyć koszty produkcji. Kluczowym celem jest stworzenie ogniw, które mogą wykorzystać większą część spektrum światła słonecznego i są trwałe w różnych warunkach środowiskowych. Postępy w tej dziedzinie mogą znacząco przyczynić się do rozwoju zrównoważonych źródeł energii.
W badania nad superwydajnymi ogniwami słonecznymi zaangażowane są zarówno czołowe uniwersytety i instytuty badawcze, jak i duże korporacje technologiczne oraz startupy. Naukowcy z całego świata, w tym z Massachusetts Institute of Technology (MIT), Uniwersytetu Stanforda, a także firmy takie jak IBM, Google, i wiele innych, prowadzą intensywne prace nad nowymi materiałami i technologiami fotowoltaicznymi.
Wpływ na przemysł
Zastosowanie superwydajnych ogniw słonecznych ma potencjał do rewolucji w sektorach takich jak budownictwo, motoryzacja czy produkcja energii, oferując ekologiczne i ekonomiczne rozwiązania.
Energetyka słoneczna w branży budowlanej może być stosowana poprzez instalację paneli słonecznych na dachach budynków, co pozwala na generowanie energii elektrycznej bezpośrednio z promieni słonecznych. Innowacyjnym rozwiązaniem jest także integracja fotowoltaiki z materiałami budowlanymi, takimi jak dachówki solarne czy elewacje z aktywnymi fotowoltaicznymi systemami fasadowymi. Te technologie nie tylko produkują energię, ale również harmonijnie wtapiają się w architekturę budynku, podnosząc jego estetykę oraz efektywność energetyczną.
W motoryzacji, energia słoneczna jest wykorzystywana do zasilania pojazdów elektrycznych za pomocą paneli umieszczonych na dachach samochodów lub stacjach ładowania. W rolnictwie, panele słoneczne mogą zasilać systemy nawadniające, wentylacyjne w szklarniach czy elektronarzędzia, zmniejszając zależność od tradycyjnych źródeł energii i obniżając koszty operacyjne.
Co na to świat?
Liderem, jeśli chodzi o największą zdolność produkcyjną energii słonecznej są Chiny. Na koniec 2021 roku wynosiła 393,032 MW, co stanowiło około 4,8%-6% całkowitego zużycia energii w tym kraju. Stany Zjednoczone zajmowały drugie miejsce z pojemnością 113,015 MW, a Japonia trzecie z 78,833 MW. Wykorzystanie energii słonecznej jako procent całościowego zużycia energii różni się znacznie w zależności od kraju. Na przykład Australia jest liderem w stosowaniu energii słonecznej, gdzie 15,5% całkowitego zużycia energii pochodzi z tego źródła.
Wizja przyszłości
Wprowadzenie tych technologii może znacząco przyspieszyć globalną transformację energetyczną, czyniąc energię słoneczną kluczowym elementem w walce ze zmianami klimatycznymi.
Superwydajne ogniwa słoneczne są nie tylko symbolem innowacji, ale także nadziei na zieloną i zrównoważoną przyszłość dla naszej planety.
Globalnie, kraje i organizacje międzynarodowe ustanawiają ambitne cele dotyczące energii odnawialnej. Przykładowo, Unia Europejska dąży do osiągnięcia neutralności klimatycznej do 2050 roku, co obejmuje znaczące zwiększenie udziału odnawialnych źródeł energii w miksie energetycznym. W ramach Porozumienia Paryskiego kraje zobowiązały się do redukcji emisji gazów cieplarnianych, co również wspiera rozwój energii słonecznej i innych odnawialnych źródeł energii. Konkretnie, planuje się instalację setek gigawatów mocy w energii słonecznej na całym świecie w najbliższych dekadach.
