Odnawialne źródła energii- dlaczego warto stawiać na fotowoltaikę?
Fotowoltaika jest dziedziną nauki zajmującą się kwestią przetwarzania energii słonecznej na energię elektryczną. Wykorzystuje w tym celu zjawisko fotowoltaiczne przy użyciu tzw. ogniw fotowoltaicznych. Jest całkowicie odnawialnym źródłem energii ponieważ energia słoneczna, którą wykorzystuje, jest niewyczerpalna w skali ludzkiej cywilizacji. Słońce dostarcza bowiem Ziemi ok. 173 000 terawatów energii w każdej sekundzie, co stanowi 10 000 razy więcej niż całkowite zapotrzebowanie ludzkości. Co więcej nie ulega ona wyczerpaniu – Słońce będzie świecić jeszcze przez ok. 5 miliardów lat. Ilość wyprodukowanej energii może się znacznie różnić w zależności od warunków środowiskowych. Podstawowym czynnikiem wpływającym na ilość wyprodukowanej energii jest ilość światła słonecznego docierającego do zamontowanych paneli. Kluczowy wpływ na to mają: szerokość geograficzna, pora roku, pogoda. Wyzwaniem dla naukowców pozostaje nadal problem efektywnego pozyskania i wykorzystania tak dużych pokładów energii dla człowieka. Technicznym czynnikiem, który ma wpływ na ilość wyprodukowanej energii jest ustawienie paneli. Najlepiej, gdy skierowane są one na południe, aby maksymalizować ekspozycję na słońce.
W przeciwieństwie do paliw kopalnych (węgla, gazu, ropy naftowej), fotowoltaika nie wymaga spalania żadnych zasobów do produkcji energii. Proces przekształcania światła w energię elektryczną zachodzi w sposób ciągły i bez strat surowców. Panele fotowoltaiczne nie emitują dwutlenku węgla, tlenków siarki ani tlenków azotu, które są głównymi przyczynami zmian klimatycznych i zanieczyszczenia powietrza. Jest to więc jak najbardziej „zielona” energia, a sposób jej pozyskiwania całkowicie ekologiczny. Jednak jak każda instalacja elektryczna, mogą stwarzać zagrożenie pożarowe. W przypadku ich zapłonu konieczne jest zastosowanie odpowiednich metod gaszenia, aby nie zwiększyć ryzyka porażenia prądem, ani nie spowodować dodatkowych szkód.
Wytwarzanie paneli wymaga co prawda energii, ale zwracają ją w postaci wyprodukowanej energii w ciągu 1–3 lat, a ich żywotność wynosi 25–30 lat. Panele składają się głównie z krzemu, szkła, aluminium i miedzi, które można odzyskać i ponownie wykorzystać. Wysokiej jakości moduły są projektowane tak, by ograniczyć ilość odpadów po zakończeniu ich eksploatacji.
Spróbujmy zatem pochylić się nad bilansem zysków i strat w związku z zastosowaniem fotowoltaiki jako źródła pozyskiwania energii. Do niewątpliwych zalet należy zmniejszenie rachunków za energię elektryczną. Montaż paneli jest inwestycją długoterminową ale zastosowanie magazynów energii pozwala na przechowywanie nadwyżek prądu i wykorzystanie ich w nocy lub w pochmurne dni. Domy z instalacją fotowoltaiczną są bardziej atrakcyjne na rynku nieruchomości i mogą osiągać wyższe ceny sprzedaży. Posiadanie własnego źródła energii umożliwia ładowanie samochodów elektrycznych darmową energią słoneczną oraz zmniejsza zależność od wahań cen prądu oraz problemów z dostawami. Ponadto różne instytucje państwowe oferują dofinansowania, ulgi podatkowe i preferencyjne kredyty na instalację paneli fotowoltaicznych- ułatwiając w ten sposób dostęp do tych nowoczesnych technologii szerszemu gronu odbiorców.
Wśród wad fotowoltaiki możemy wskazać tzw. wysoki koszt początkowy – zakup i instalacja systemu fotowoltaicznego nadal wymagają sporej inwestycji. Również akumulatory do przechowywania nadwyżek energii są drogie. Wydajność paneli spada w naturalny sposób pochmurne dni oraz w nocy- trzeba wówczas mieć dostęp do stabilniejszych źródeł energii. Choć fotowoltaika jest ekologiczna, utylizacja zużytych paneli stanowi wyzwanie, ponieważ zawierają one metale ciężkie i krzem. Wpływ na ekosystem – duże farmy słoneczne mogą ingerować w lokalne ekosystemy, zmieniając mikroklimat czy zabierając przestrzeń dla roślin i zwierząt.
Podsumowując, panele fotowoltaiczne to odnawialne źródło energii wykorzystujące energię, która stale dociera do Ziemi. Ten typ energetyki nie zużywa zasobów naturalnych i nie powoduje trwałego zanieczyszczenia środowiska. Pewnym utrudnieniem pozostaje produkcja paneli i ich późniejsza utylizacja. Niemniej jednak przy obecnym poziomie postępu technicznego kwestie te będą miały coraz mniejsze znaczenia, a udział energii słonecznej w produkcji energii elektrycznej na świecie będzie ciągle wzrastał. Dlatego warto inwestować w fotowoltaikę aby zmniejszać koszty ponoszone przez gospodarstwa domowe oraz wspierać środowisko stawiając na czystą energię.
Na dachu Szkoły Podstawowej nr 2 im M. Konopnickiej znajdują się panele fotowoltaiczne. Korzystając zatem z możliwości jakie daje taka instalacja, działając w ramach projektu edukacyjnego klas 8 pt. „Energie Przyszłości - Nauka w Sercu Fotowoltaiki”. dofinansowanego przez Fundację PGNiG im. Ignacego Łukasiewicza Grupy ORLEN, analizowaliśmy ilość wyprodukowanej energii przez trzy tygodnie marca. W tym roku miesiąc ten był wyjątkowo ciepły i słoneczny. Słońce wędrowało wysoko po niebie padając na panele fotowoltaiczne między 8:00 a 16:00. Nasza szkolna elektrownia wyprodukowała w badanym okresie niemalże 8205 MJ energii, co w przeliczeniu daje 2279 kWh. Po przeprowadzeniu wywiadu z naszymi rodzicami ustaliliśmy średnią cenę prądu w naszej miejscowości, a następnie obliczyliśmy, że dzięki panelom fotowoltaicznym w ciągu 3 tygodni nasza szkoła zaoszczędziła kwotę 2667 zł.
Nasze obserwacje i ich wyniki wykazały, że fotowoltaika jest dobrym źródłem taniej i ekologicznej energii, nie tylko dla gospodarstw domowych, ale również dla instytucji, które dzięki niej mogą zaoszczędzić znaczne kwoty pieniędzy. Analizę ilości wyprodukowanej energii prowadziliśmy w miesiącu zimowym, a uzyskane wyniki można uznać za całkowicie zadawalające. Zrealizowane badania pozwalają zakładać jeszcze większe oszczędności w miesiącach letnich, kiedy to promienie słoneczne przez dłuższy czas i z większą intensywnością będą padały na panele fotwoltaiczne.