Въпреки че изкопаемите енергии все още доминират на нашата планета днес, възобновяемите енергийни източници си проправят път към пазарите на всички страни по света. Възобновяемите енергии са тези, които не замърсяват околната среда, които не се изчерпват и които могат да се възползват от енергията на елементите на земята и околната среда, като слънцето, вятъра и водата, наред с други, за генериране на електричество . Тъй като изкопаемите горива са на път да се изчерпят, възобновяемите енергийни източници са бъдещето.
Днес ще говорим задълбочено за фотоволтаична слънчева енергия. Тази енергия е може би най-използваната в света в областта на възобновяемите енергийни източници. Искате ли да знаете как работи и различните приложения, които има?
Дефиниция
Преди да започнем да описваме нейните приложения и свойства, важно е да изясним какво представлява фотоволтаичната слънчева енергия. Фотоволтаичната слънчева енергия е това, което е способен да използва енергията от слънчевата радиация и да я преобразува в електричество. Това се постига чрез използването на полупроводникови материали, които генерират електрически ток, когато са изложени на светлина.
Този източник на енергия е напълно чист, тъй като не генерира парникови газове или токсични емисии по време на процеса си. Освен това, това е a възобновяема енергия, което означава, че неговият основен източник, слънцето, няма да се изчерпи след милиарди години. За да се използва тази енергия, устройства, известни като слънчеви панели. Тези панели улавят фотони от светлина от слънчевата радиация и ги преобразуват в електричество чрез процес, известен като фотоволтаичен ефект.
Как се генерира фотоволтаичната слънчева енергия?
Процесът на генериране на фотоволтаична слънчева енергия започва от улавянето на фотони от слънчева светлина с помощта на слънчеви панели. Те улавят слънчевата радиация и чрез фотоволтаичния ефект превръщат светлината в електрически ток. Всеки слънчев панел се състои от Фотоволтаични клетки, които са полупроводникови материали (обикновено силиций), способни да абсорбират енергията на фотоните и да освобождават електрони. Тези електрони, когато се движат, генерират електрически ток.
Важно е да се отбележи, че изходното напрежение на фотоволтаичната клетка е доста ниско (около 0,6 V). За да се увеличи мощността на системата, тези клетки са свързани последователно, образувайки a фотоволтаичен модул, който е капсулован в структура, устойчива на влага и лошо време.
Този процес генерира постоянен ток, който чрез захранващи инвертори може да се трансформира в променлив ток, което позволява използването му в домове и предприятия.
Елементи и изпълнение
Слънчевите панели са устройствата, в които се улавят фотоволтаичните клетки. Тези панели имат различни приложения, както лични, така и бизнес. Всъщност разходите за панели са намалели през последните години и можем да намерим стандартни инсталации, които са наоколо 7.000 евро.
Едно от основните предимства на тези системи е тяхното лесен монтаж и ниска поддръжка. Освен това неговият полезен живот е значително дълъг 25-30 години, което позволява инвестицията да се амортизира лесно.
Въпреки това местоположението на панелите играе решаваща роля за тяхната работа. За да се увеличи максимално улавянето на енергия, панелите трябва да бъдат ориентирани към мястото, където получават най-много часове слънчева светлина на ден. Уловената енергия може да се съхранява в батерии за използване през нощта или в облачни дни.
Производителността на слънчевата фотоволтаична инсталация ще варира в зависимост от географията и разположението на панелите. В райони с повече слънчеви часове слънчевите системи позволяват инвестицията да се възстанови за приблизително осем години, което оставя значителен запас от време за реализиране на печалби.
Използване на фотоволтаична слънчева енергия
Фотоволтаични системи, свързани към мрежата
Едно от основните приложения на фотоволтаичната слънчева енергия е чрез системи, свързани към електрическата мрежа. Тези системи позволяват слънчевата енергия да се използва за производство на електричество, което се подава в мрежата. За да постигнат това, те използват силови инвертори които преобразуват постоянния ток, генериран от панелите, в променлив ток, съвместим с електрическата мрежа.
Въпреки че цената на kWh слънчева енергия все още е малко по-висока в сравнение с други енергийни източници, тази разлика е значително намалена през последните години благодарение на по-евтината технология и повишената ефективност на панелите. В много региони с обилно слънчево греене фотоволтаиците вече са конкурентни на други източници. Публичните субсидии и помощи са ключови за превръщането на тази опция в една от най-жизнеспособните за много потребители.
Други приложения на фотоволтаичната слънчева енергия
Освен използването за производство на електроенергия, слънчевите фотоволтаици имат много други приложения. Някои от най-често срещаните са:
- осветление: Идеален за осигуряване на светлина на обществени места, като пътища, зони за почивка и селски райони.
- Сигнализация: Често се използва в сектора на пътната и морската сигнализация за маркиране на стратегически точки.
- Телекомуникации: Много инсталации за телекомуникационни ретранслатори захранват системите си чрез слънчева фотоволтаична енергия.
- Земеделие: Във ферми и животновъдни операции се използва за водни помпени системи, електрическо захранване на доилни системи и др.
За да разширим този списък, фотоволтаичната слънчева енергия също има критично значение за електрификацията на селските райони в изолирани райони, позволявайки на общности, далеч от електрическите мрежи, да имат достъп до електричество по чист и устойчив начин. 
В обобщение, фотоволтаичната слънчева енергия е един от най-добрите варианти за намаляване на зависимостта от замърсяващи и невъзобновяеми източници. Нейната лесна инсталация и дългият полезен живот позволиха на все повече и повече сектори, от промишлени до селски, да възприемат този вид енергия като жизнеспособно, устойчиво и икономично решение.