Днес, Фотоволтаична слънчева енергия Това вече не е нещо изключително за мащабни проекти и се превърна във все по-разпространена технология. Използва се както в домашни, така и в търговски приложения и еволюцията му е бърза и постоянна през годините. Тази статия се стреми да проучи как е напреднал от своя произход до превръщането му в глобално жизнеспособно енергийно решение.
Възползвайки се от слънчева енергия Това не е нещо ново, но развитието на технологията, която днес познаваме като фотоволтаични слънчеви панели, има завладяваща история, пълна с важни етапи във времето.
Началото на фотоволтаичната слънчева енергия: Фотоволтаичен ефект
Историята на фотоволтаичната слънчева енергия започва през 1839 г., когато френският физик Александър-Едмон Бекерел Той открива фотоволтаичния ефект, докато експериментира с електролитна клетка. Бекерел отбелязва, че когато определени материали са изложени на светлина, се генерира електрически ток.
Това откритие бележи началото на нов начин за възползване от слънчева енергия, но практическото развитие на тази технология ще отнеме много години. През следващите десетилетия различни експерименти помогнаха за напредъка в разбирането на феномена, но бяха необходими повече разработки.
Първите опити: селеновата слънчева клетка
Следващият голям крайъгълен камък в историята на фотоволтаичната слънчева енергия се случи през 1883, когато американският изобретател Чарлз Фритс разработи първата слънчева клетка, използваща селен като полупроводник и с тънък слой злато. Въпреки това, поради ниската им ефективност (само 1%) и високата цена, тези клетки не бяха жизнеспособни за широкомащабно производство на електроенергия, ограничено до употреби като светлинни сензори в камери.
Въпреки тези ограничения, изобретението на Fritts постави основата за бъдещи разработки и работата му беше последвана от други учени, заинтересовани от подобряване на ефективността на слънчевите клетки.
Силициевата революция и първата модерна слънчева клетка
En 1946, ученият Ръсел Ол патентова първата силиконова слънчева клетка, материал, който ще стане стандарт във фотоволтаичната индустрия. Все пак беше през годината 1954 когато Bell Laboratories Те разработиха първата наистина ефективна слънчева клетка, също базирана на силиций. Тези клетки успяха да превърнат 6% от слънчевата светлина в електричество, което отбеляза значителна разлика в сравнение с предишните модели.
Най-важното е, че това подобрение на ефективността направи възможно използването на слънчеви клетки в практически приложения, като се започне с космическа индустрия. Първите сателити със слънчева енергия са изпратени в космоса през 50-те години на миналия век с американския спътник Авангард I като пионер в тази област.
Възходът на слънчевата енергия в космическата индустрия
През 1960-те години на миналия век слънчевите клетки намират своето място в космическо състезание, където цената не е ограничаващ фактор. Космическите кораби и сателитите се нуждаеха от надежден и дълготраен източник на енергия, а слънчевите панели бяха идеалният вариант. Както Съединените щати, така и Съветският съюз използваха слънчева енергия в своите космически програми.
Първият слънчев спътник беше Vanguard 1, изстрелян през 1958 г. Въпреки че беше малък сателит, внедряването на соларната технология беше успешно и оттогава се превърна в стандарт за сателити.
Търговско използване на фотоволтаична слънчева енергия
Въпреки успеха в космоса, цената на слънчевите клетки остава значителна пречка за търговското им приемане на Земята. През 1956 г. цената на ват слънчева клетка е приблизително 300 долара, което прави използването й в конвенционалните електрически мрежи неосъществимо.
Беше по време на петролна криза през 1970 г., когато алтернативните технологии, включително слънчевата енергия, започнаха да печелят интерес на ниво бизнес и правителство. Цените на петрола скочиха, стимулирайки инвестициите в соларни технологии. Малко по малко изследванията и разработките в тази област започнаха да намаляват разходите и да повишават ефективността на слънчевите панели.
Появата на пазара за собствено потребление
Слънчевата енергия не се използва само в големи проекти или в космическата индустрия. в 1970, първото домашно устройство с малък слънчев панел беше пуснато на пазара, а някои модели започнаха да се инсталират в къщи и ферми за генериране на електричество. Разработването на по-ефективни и по-евтини панели ги направи достъпни за домашно собствено потребление.
Индустрията на фотоволтаична енергия Той продължи да напредва и от 80-те години на миналия век цените на слънчевите панели спаднаха още повече благодарение на увеличеното производство и подобрената технология. Тези намаления на разходите направиха слънчевите инсталации все по-достъпни за широката общественост.
Енергийната криза и нейното въздействие върху слънчевата енергия
Едно от най-важните събития, които популяризираха слънчевата енергия в световен мащаб, беше енергийната криза от 70-те години на миналия век изкопаеми горива и опасенията относно енергийната сигурност мотивираха правителствата и институциите да обърнат внимание на възобновяемите енергийни източници. В този контекст слънчевите фотоволтаици започнаха да получават повече внимание и подкрепа чрез държавни стимули и субсидии.
Между 80-те и 90-те години въвеждането на свързани с мрежата слънчеви системи направи възможно широкомащабните инсталации. Това бележи началото на нова ера за фотоволтаиците, разширявайки приложението им в сектори като селското стопанство, промишлеността и транспорта.
Защо слънчевата енергия стана популярна?
Оттогава слънчевата енергия фотоволтаични продължи да бележи експоненциален растеж благодарение на своите важни предимства:
- Това е чист и устойчив източник на енергия, който не генерира CO емисии2.
- El цена на соларния панел е намалял значително, което ги прави достъпни за повече потребители.
- Наредбите и законите, които насърчават самопотребление и компенсация за излишък са насърчили популяризирането му.
Благодарение на тези фактори днес е обичайно да се откриват слънчеви инсталации в частни домове, малки предприятия и системи за собствено потребление, които генерират електричество, без да зависят изключително от мрежата.
През цялата си история фотоволтаичната слънчева енергия премина от научно любопитство до основна част от глобалната енергийна система. Това стана възможно благодарение на комбинация от технологичен напредък, намаляване на разходите и промяна в глобалното мислене към използването на по-чисти и по-устойчиви енергийни източници.