Fotowoltaika podbija świat, ale wciąż wymaga udoskonalenia

Energia słoneczna znajduje się w wyjątkowym stadium rozwoju, zwiększając swoje moce z roku na rok. Od kilkunastu lat niezmiennie pozostaje też najszybciej rozwijającym się źródłem energii elektrycznej. Według danych Międzynarodowej Agencji Energii Odnawialnej IRENA, w 2021 roku na świecie odnotowano jej wzrost o 22 proc., podobnie wzrosła jej moc w kolejnym roku.

Jak wynika z danych think tanku Ember, w ubiegłym roku wzrost produkcji energii wiatrowej i słonecznej 80 proc. wzrostu światowego zapotrzebowania na energię elektryczną. Aż 12 proc. światowej energii było w 2022 roku zaspokojone dzięki energii słonecznej i wiatrowej. Według tej samej analizy, więcej niż 60 krajów na świecie generuje obecnie ponad 10 proc. swojej energii elektrycznej z wiatru i słońca.

Wiodącym producentem energii słonecznej na świecie są Chiny, których zainstalowana moc wynosi niemal 400 gigawatów. Kraj jest również największym na świecie producentem sprzętu do fotowoltaiki, co nie dziwi, biorąc pod uwagę, że od 2011 Chiny zainwestowały w nowe moce fotowoltaiczne kwotę dziesięciokrotnie większą, niż cała Europa. Kraj do 2025 roku zamierza wytwarzać 33 proc. swojej energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych, a do 2030 roku jej moce mają sięgnąć 1200 GW.

Drugie miejsce na świecie zajmują Stany Zjednoczone, dysponujące ogromnym potencjałem, ale posiadające trzykrotnie mniejszą moc fotowoltaiczną niż Chiny. Kraj przeszedł jednak dynamiczny rozwój od 2008 roku, gdy moce energii słonecznej generowały jedynie 0,34 GW. Dzisiaj fotowoltaika zaspokaja 3 proc. zapotrzebowania na energię elektryczną w Stanach Zjednoczonych. Ambitne plany kraju obejmują cel 100 proc. energii odnawialnej do 2025 roku, z czego fotowoltaika ma generować 40 proc.

Trzecie miejsce na podium zajmuje obecnie Japonia, której 10 proc. zapotrzebowania na energię elektryczną zaspokaja obecnie fotowoltaika. Kraj przoduje też w zakresie produkcji ogniw fotowoltaicznych, których 45 proc. powstaje właśnie w Japonii.

Polska w ścisłej czołówce europejskich liderów fotowoltaiki

Coraz lepiej w dziedzinie energetyki odnawialnej radzi sobie również Polska. Jak podaje grupa Solar Power Europe, w 2022 roku fotowoltaika wygenerowała w Polsce ponad 9 TWh energii elektrycznej, czyli o ponad 100 proc. więcej niż w roku poprzednim. W zestawieniu znaleźliśmy się na trzecim miejscu, za Niemcami i Hiszpanią, pod względem ilości mocy zainstalowanych paneli fotowoltaicznych (4,9 GW).

Europejskim liderem energii słonecznej jest z pewnością Holandia, gdzie dotychczas zainstalowano ponad 48 milionów paneli słonecznych. Według danych stowarzyszenia branżowego Solar Power Europe, w kraju na mieszkańca przypadają obecnie średnio dwa panele fotowoltaiczne, a moc zainstalowana przekracza 1 kilowat (KW) na osobę. W rozwoju energetyki odnawialnej kraj dostrzega szansę na to, by stać się bardziej przyjazny dla klimatu. Obecnie Holandia jest jednym z sześciu najbardziej zanieczyszczających krajów w Europie. Rząd planuje zwiększenie mocy elektrowni słonecznych i wiatrowych do 2030 roku tak, aby generowały 70 proc. krajowej energii elektrycznej.

Pogłębiający się kryzys klimatyczny wymaga niezwłocznego odejścia od wysokoemisyjnych źródeł energii. Z kolei rosnąca liczba godzin słonecznych stwarza potencjał do intensywnego rozwoju fotowoltaiki. Według danych unijnego programu Copernicus (C3S), ubiegły rok był dla Europy drugim najcieplejszym w historii, a mieszkańcy kontynentu doświadczyli największej liczby słonecznych godzin od 40 lat.

Potencjał ten wykorzystuje m.in. Turcja, która od niedawna może się poszczycić największą w Europie elektrownią słoneczną zbudowaną w jednym miejscu oraz jedną z pięciu największych na świecie. Rekordowej wielkości obiekt znajduje się w Dağbeli, na obrzeżach Antalyi i zapewnia bezpłatną energię lokalnym rolnikom. Moc elektrowni wynosi 1,35 GW, a jej działalność ma ograniczyć emisje dwutlenku węgla o 1,5 mln ton rocznie. Szacuje się, że dzięki niej, udział energii słonecznej w całkowitej produkcji energii w Turcji wzrośnie o 20 proc.

Ogromny potencjał, ale też wyzwania

Jednak mimo, że energia słoneczna jest niewątpliwie przyszłościowym źródłem energii, jej stabilność i niezawodność wciąż pozostawia wiele do życzenia. Sieć nie pozostaje obojętna na zmiany pogody, a nasłonecznienie bywa nieprzewidywalne, co wiąże się z ryzykiem niestabilności w wyniku zmian częstotliwości i napięcia. Z pomocą przychodzi tu nowoczesna technologia, dzięki której można magazynować energię dzięki specjalnym urządzeniom, które zapewnią jej stały dostęp do sieci, nawet przy niskiej produkcji energii słonecznej. Dzięki temu częstotliwość oraz napięcie sieci będą utrzymane na stałym poziomie. Pomocne są również technologie zarządzania siecią, czyli m.in. systemy monitorowania i sterowania w czasie rzeczywistym, dzięki czemu operatorzy sieci są w stanie na bieżąco zarządzać wahaniami energii słonecznej i sprawnie się do nich dostosowywać,

Praca nad udoskonaleniem funkcjonowania energetyki słonecznej trwa od lat. W 2021 roku naukowcy opracowali prototyp panelu fotowoltaicznego zbudowanego z krzemu oraz perowskitu, dzięki czemu udało się ustanowić nowy rekord wydajności.

Jednym z najbardziej obiecujących pomysłów na zwiększenie wydajności energii słonecznej i zapewnienie stabilności sieci jest projekt fińskich naukowców, aby magazynować energię słoneczną w „bateriach piaskowych”. W ten sposób część energii byłaby wykorzystywana natychmiast przez sieć elektryczną w celu zaspokojenia bieżących potrzeb, a reszta byłaby przechowywana w postaci ciepła w baterii piaskowej, którą można ogrzać do 500°C. Nadwyżka energii mogłaby zostać wykorzystana np. do podgrzania ciepłej wody użytkowej w celu ogrzewania budynków przez cały rok.

Efektywne wykorzystanie energii słonecznej jest kluczem do zapobiegania kryzysom energetycznym na świecie. Według danych Uniwersytetu Kalifornijskiego, ilość energii słonecznej docierającej do Ziemi w ciągu jednej godziny wystarczyłaby do zaspokojenia potrzeb energetycznych całego świata przez rok.

Materiał Partnera MyRoof

ŚWIAT DĄŻY DO ZEROEMISYJNOŚCI

Propagowanie zielonych źródeł energii i odejście od paliw kopalnych to dziś jedyny słuszny kierunek. Przyjęta przez Parlament Europejski dyrektywa budynkowa (EPBD, ang. Energy Performance of Buildings Directive) to jeden z konkretnych kroków prowadzących do zmniejszenia emisji CO2 w sektorze budownictwa. Od 2028 roku wszystkie nowe budynki w UE mają być wyposażone w instalacje fotowoltaiczne, jeżeli będzie to wykonalne pod względem technicznym i uzasadnione ekonomicznie. UE stawia na fotowoltaikę, gdyż wymóg jej stosowania nie tylko zmniejszy emisję gazów cieplarnianych (budynki w UE odpowiadają za 40% zużycie energii oraz 36% emisję gazów cieplarnianych) ale też zwiększy nasze bezpieczeństwo energetyczne i przyniesie duże oszczędności finansowe w czasach szalejących podwyżek cen prądu.

FOTOWOLTAIKA – NOWA RZECZYWISTOŚĆ

to trend i konieczność za którym trzeba podążać. Rewolucja solarna już trwa i niesie ze sobą korzyści zarówno dla środowiska jak i portfela. Skoro fotowoltaika będzie wymogiem, warto już dziś mieć świadomość, że w wyborze między funkcjonalnością, a designem nie trzeba iść na kompromis. Fotowoltaika w postaci paneli PV zamontowanych na dachu tradycyjnym oszpeca budynek.

W przypadku dachu solarnego MyRoof powierzchnia całego dachu wykorzystywana jest do pozyskiwania energii słonecznej gdyż panele fotowoltaiczne wbudowane zostały w konstrukcję dachu, stając się jego integralną częścią. Dach solarny jest po prostu piękny i samowystarczalny, a