SONČNE CELICE

Najpomembnejše oblike energije na Zemlji izvirajo iz sončnega sevanja. Sončna energija se v naravi pretvarja v različne oblike energij. Večina od njih je v obliki prehodnjih energij. Seveda nam najbolj poznan proces je fotosinteza. Rastline so tiste ki za svoj obstoj in življenski proces koristijo sončno energijo in jo pretvarjajo v druge oblike energij, ki so praktično poljubno dolgo shranjene. Sončno sevanje lahko spremenimo v toploto ali elektriko, v naravi pa povzroča nastanek vetra, valov, vodne energije in biomase. Za lažjo predstavo kaj sploh to pomeni si lahko predstavlamo sledeče:

Rastlina iz narave črpa sončno energijo, ki ji daje energijo za črpanje vode in drugih hranilnih snovi iz rodovitne zemlje. Nato rastlina s kemiskim procesom vse to absorbira v energijo, ki je shranjena v biomasi in prav ta energija je tista ki jo mi koristimo za življenje. To je seveda naša hrana, ki jo jemo za pridobivanje energije.

Sončna energija je najpomembnejši vir energije za naš planet in ljudi.

Iz slike lahko vidimo, da ogromno sončne energije pade na Zemljo, večino od te energije pa je ne izkoristimo. Sončna energija je glavni vir energije na zemlji; moč, ki jo prejema zemlja od sonca je neverjetnih 180 PW. Od tega zemeljsko površje doseže 90 PW. V enem letu je tako vsa energija, ki jo prejema zemlja od sonca, kar 2x večja od vseh zalog premoga, nafte, zemeljskega plina in urana skupaj. Trenutna poraba vse energije na zemlji je okoli 15 TW, se pravi da bi že 1% sončne energije pokrivalo vse potrebe po energiji.

Preprosto povedano vsa energija, ki jo koristimo iz fosilnih goriv (vsi derivati nafte, premog…) je praktično nadomestljiva s sončnim sevanjem. Potrebno je le pravilno izkoristiti to dano sončno energijo.

1. KAJ SONČNE CELICE SO IN KAKO DELUJEJO?

Sončne celice so le en način, kako učinkovito uporabiti dano sončno energijo in jo pretvoriti v koristno električno energijo. Sončne celice imenujemo tudi fotonapetostni sistemi ali tudi bolj znano PV sistemi (PV je skrajšana oznaka za fotovoltaiko), sončno obsevanje s pomočjo sončnih celic, ki jih povezujemo v module pretvarjajo v električno energijo.

Princip delovanja pri vseh sončnih celicah je podoben, temelji na fotoefektu. Svetloba izbije elektrone iz materiala, ki je sestavljen tako, da dovoli potovanje samo v eni smeri. Ponavadi je ta material polprevodnik. Na mestih, kjer so bili prej elektroni, pa se vzpostavi območje pozitivnega naboja, ki potuje v drugo smer.

2. KAKŠNA JE UČINKOVITOST SONČNIH CELIC?

Učinkovitost sončnih celic (modulov) je razmeroma neodvisna od jakosti sončnega sevanja, vendar se znižuje s temperaturo celice. Kar pomeni, da pridobivanje električne energije s pomočjo sončnih celic ni odvisno tega kako močno sije sonce. Že slab delno sočen dan je z današnjo tehnologijo dovolj za proizvodnjo zadostne električne energije, pri tem pa imeti velik izkoristek. Problem nastopi le ko se pojavi gosta megla in sončni žarki ne morajo prodirati skozenj, takrat je pridobivanje električne energije oslabljeno. Ker znamo izkoristiti le del razpoložljivih fotonov, imajo sončne celice še vedno relatino nizko učinkovitost (najvišji izkoristki so med 10 do 15%).

Razvoj sončnih celic temelji na izboljšavi izkoristka tako, da bi zagotovili čim večji izkoristek. Tako da v preteklosti lahko pričakujemo tehnološko dovršene sončne celice.

3. KAKŠNE SISTEME SONČNIH CELIC POZNAMO?

PV sisteme delimo na več skupin, ki so odvisne od uporabe. Za nas in naš interes je najbolj pomemben:

PV sistemi z baterijami - električna energija se shranjuje v bateriji. PV sistemom dodamo polnilnik. S tem obogočimo da se višek pridelane električne energije shranjuje v obstuječe baterije in s tem zagotovimo uporabo energije v slabem vremenu, takrat kadar nam primankuje sončne svetlobe. Tak sistem zahteva nekaj sončnih celic primerne nazivne moči.

Že 3kW sončne celice zadostujejo za manjšo družinsko hišo. Potrebno je imeti le še nekaj akumolatorjev. Sistem je zasnovan tako, da znaša skupna vršna moč vsakega solarnega modula 600 W. Potrebujemo je imeti 8 modulov, da zadostuje za oskrbo stanovanjskega objekta z električno energijo na lokaciji, kjer je celoletno sončno obsevanje primerno.

PV sistemi so lahko tudi priključeni na javno električno omrežje in viške električne energije oddajajo v omrežje. Tako dosežemo, da je delovanje PV sistema učinkovitejše.

4. PREDNOSTI SONČNIH CELIC:

Življenjska doba sončne elektrarne je najmanj trideset let. Sama naložba se povrne prej kot v desetih letih in to ob rednem letnem donosu med 8 in 12 % osnovnega vložka. Izkupiček od prodaje električne energije med desetim in tridesetim letom delovanja elektrarne pa predstavlja čisti dodatni zaslužek.

V vseh državah EU je odkup električne energije proizvedene s PV sistemi subvencioniran. V Sloveniji smo sprejeli metodo odkupne cene imenovano “feed-in tarife” , ki trenutno znaša ~ 0,4 €/kWh (cena za gospodinjstva je 0,08 €/kWh). Ta podatek je zelo pomemben saj na še dodatno olajša stroške, ki jih porabimo za gradno takih sistemov. S tem si zagotovimo hitrejše povračanje naših stroškov, ki smo jih vložili za celotni sistem.

Energija sonca je praktično neizčrpna. Ta podatek nam seveda pomeni: ogromno sončne energije ki pade za našo zemljo je praktično neizkoriščena. S sončnimi sistemi, ki bi jih vključili v delovanje vaše hiše, objekta bi pridobili veliko in s tem tudi nekaj naredili za naš planet. Sončna energija je brezplačna. Zakaj je ne bi izkoristili in s tem znižali mesečne stroške porabe električne energije. Verjetno si vsak želi imeti samozadostno hišo s tem pa biti tudi neodvisen od cen, ki vam jih zastavijo distributerji električne energije.