Celula fotovoltaică este un dispozitiv electric ce convertește lumina solară în energie electrică printr-un fenomen numit efect fotovoltaic. Celula este formată din două sau mai multe straturi de material semiconductor, de cele mai multe ori materialul folosit este siliciu. Aceste straturi sunt alimentate cu anumite elemente chimice pentru a forma joncțiuni, formând o structură similară cu cea a unei diode. Stratul de siliciu expus la lumină produce o dinamică a electronilor și astfel se generează curentul electric. Simplu, nu-i așa?
Acum dacă am înțeles cum anume funcționează, haide să vedem și o scurtă istorie a panourilor, pentru a vedea cum anume au evoluat și cum au ajuns să pună bazele industriei de astăzi, care practic definește sustenabilitatea energetică.
1797 – Primul colector solar
Horace-Benedict de Saussure a creat primul colector solar, format dintr-o cutie izolată acoperită cu trei straturi de sticlă pentru a absorbi energia termică.
1839 – Definirea efectului fotovoltaic
Se definește efectul fotovoltaic. Edmond Becquerel a descoperit principiul de funcționare a celulei solare, folosind doi electrozi de platină plasați într-o soluție acidă în care a adăugat clorură de argint (electrolit). Reacția aceasta a generat electricitate. Francezul avea doar 19 ani când a construit prima celulă fotovoltaică din lume.
1873 – Fotoconductivitatea Seleniului
Willoughby Smith a descoperit că seleniu poate fi folosit drept material semiconductor și că are proprietatea de fotoconductivitate, ce constă în generarea unei tensiuni electrice în momentul în care este supus acțiunii unei unde de lumină.
1905 – Albert Einstein explică efectul fotoelectric
1908 – Colector solar de cupru
William J. Baileys a inventat un colector solar de cupru folosind cutii și bobine de cupru. Colectorul solar de cupru a reprezentat o îmbunătățire a colectorului solar creat în 1891, diferența constând în utilizarea unei izolații de cupru.
1921 – Albert Einstein câștigă Premiul Nobel pentru Fizică în 1921 pentru efectul fotoelectric.
1959 – 1970 – Costul și eficiența celulelor solare
În perioada cuprinsă între anii 1959 și 1970 au fost discuții majore despre creșterea eficienței celulelor solare și reducerea costurilor. Până la acel moment eficiența celulelor solare a fost de numai 14% și nu a fost comparabilă cu costul ridicat de producere a celulelor. Însă, în 1970 Exxon Corporation a proiectat un panou solar mai eficient, cu costuri de producere mai mici.
1981 – Avioane alimentate cu energie solară
Paul Macready a produs primul avion alimentat cu energie solară. Aeronavele utilizau peste 1600 de celule solare plasate pe aripile lor.
1982 – Vehicule solare
S-a dezvoltat în Australia prima industrie de producere a autoturismelor electrice ce folosesc energia solară pentru încărcare.
1986 – 1999 – Energia electrică solară
Evoluția la scară largă a energiei electrice din surse sustenabile – energie solară, a făcut avansări remarcabile.
2012 – Record instalații solare de panouri PV
În ultimii ani s-au văzut investiții enorme în centralele solare utilizate în rândul populației. În 2012, cea mai mare centrală de energie solară din istorie a fost realizată în China, în Parcul solar Golmud, cu o capacitate instalată de 200 MW. Acest record a fost depășit însă de către India, în Parcul solar Gujarat, cu o colecție de ferme solare răspândite în regiunea Gujarat, ce oferă o capacitate instalată de 605 MW.
2015 până în prezent – Evoluția energiei solare continuă…
Se pare că cererea de energie provenită din surse solare este într-o continuă ascensiune, inclusiv în România. Se estimează că cererea se va dubla în următorii 20 de ani. Acest lucru înseamnă că va fi necesar un volum mare de investiții în acest domeniu, atât private cât și publice. Sursele alternative sunt la mare căutare și deși ca prima investiție, acestea solicită bugetul semnificativ, investiția se amortizează în timp. În funcție de valoarea investiției și de cantitatea de energie produsă, panourile se amortizează în aproximativ 7 ani.
În plus, costurile cu energia sunt reduse cu până la 65-70%, acest lucru văzându-se clar pe factură. Nici mentenanța lor nu este una dificilă și nu necesită mult timp – acestea doar trebuie curățate și îngrijite în caz de fenomene extreme și după primii 5 – 10 ani de funcționare, doar invertorul trebuie schimbat. Dacă totul merge perfect, calitatea este bună și mentenanța se asigură în mod corespunzător, panourile au o durată de viață / funcționare între 25-30 de ani.
Surse:
https://www.sistemepanourisolare.ro/blog/35_istoria-energiei-solare
https://www.viessmann.ro/ro/scurt-istoric-al-energiei-solare.html
https://www.mixdecultura.ro/2016/02/scurt-istoric-al-panoului-solar/
