Skutki zmian klimatycznych zakłócają nasze codzienne życie, stąd rządy wielu państw koncentrują swoją uwagę na słońcu jako źródle energii odnawialnej. Niektóre z nich oferują nawet zachęty do korzystania z energii słonecznej. I to działa. Według programu Photovoltaic Power Systems Program (PVPS) Międzynorodowej Agencji Energetycznej (IEA) liczba instalacji fotowoltaicznych na całym świecie w 2020 r. była ponad dwukrotnie większa w porównaniu z 2016 r. i ponad siedmiokrotnie – w porównaniu z 2012 r.
Większość właścicieli firm i domów decyduje się na korzystanie z energii słonecznej z zamiarem wygenerowania jak największej ilości energii. Są też inwestorzy, którzy zwracają uwagę również na estetykę. Projekt, kształt, widoczność i wykorzystanie paneli słonecznych (inaczej zwanych fotowoltaiką, panelami fotowoltaicznymi lub modułami słonecznymi) dla uzyskania dodatkowego dochodu to tylko niektóre z rozważań.
Jak prezentuje się kreatywne podejście do fotowoltaiki? Weźmy przykład Disneya: jako część swojej marki wykorzystuje instalację z paneli fotowoltaicznych ułożonych w kształt Myszki Miki. Firma generuje energię elektryczną z czterech instalacji na całym świecie. Według jej szacunków elektrownie te mają wytwarzać energię wystarczającą do zasilania ponad 65 000 domów przez rok.
W Chinach istnieje firma, która inwestuje i eksploatuje systemy fotowoltaiczne w kształcie uśmiechniętych pand.
Również w Chinach powstał projekt fotowoltaiczny, który ustanowił nowy rekord świata w zakresie największego w historii obrazu paneli słonecznych. Zajmuje on powierzchnię około 1400 metrów kwadratowych, czyli około 200 boisk piłkarskich! Według Dailymail projekt zapewnia energię dla ponad miliona domów i powstał w ramach wysiłków rządu mających na celu promowanie turystyki i zasobów energetycznych na pustyni Gobi. Projekt przedstawia lokalną rasę koni charakterystyczną dla regionu.
Wszystko to brzmi interesująco. Lecz czy są jakieś wady takich rozwiązań? Instalacja fotowoltaiczna zaprojektowana w specjalnym kształcie może potencjalnie nasilić zjawisko zwane niedopasowaniem modułów, w którym niektóre panele mogą wytwarzać mniej energii niż inne. Istnieje ryzyko, że doprowadzi to do ograniczenia produkcji mocniejszych paneli w ciągu do poziomu mocy najsłabszych.
Firmy takie jak Kia, Hyundai i Audi zaprojektowały witryny zawierające ich logo, nie rezygnując przy tym jednak z generowanej energii. Marki te korzystają z optymalizatorów mocy SolarEdge: znanego i cenionego na całym świecie producenta komponentów fotowoltaicznych. Dzięki tym urządzeniom wspomniane marki umożliwiają każdemu modułowi fotowoltaicznemu generowanie energii elektrycznej przy maksymalnym potencjale.
Wiele „kreatywnych” rozwiązań w zakresie energii słonecznej jest wciąż na wczesnym etapie rozwoju i stoi przed własnymi wyzwaniami inżynieryjnymi. Dlatego najpierw poznaj kilka podstawowych informacji na temat paneli fotowoltaicznych, które możesz znaleźć w swojej dzielnicy, na dachach centrów handlowych, w gospodarstwach rolnych, a nawet na odległych, bezludnych pustyniach, i spójrz na kilka ciekawych rozwiązań.
Po pierwsze, jaka jest różnica między panelami, panelami słonecznymi a panelami fotowoltaicznymi? W większości przypadków niewiele. Są to terminy, których używa się zamiennie w zależności od regionu. Wykonane są z krzemu, szkła i metalu, a wystawione na działanie słońca wytwarzają energię. Jakkolwiek je jednak nazwiesz, każdy z nich jest pojedynczą jednostką połączonego zestawu ogniw słonecznych, przewodów, elektroniki, szkła i ramy.
Standardowy panel fotowoltaiczny składa się z szeregu ogniw słonecznych o różnych odstępach. Ogniwa są połączone metalowymi przewodnikami i umieszczone pomiędzy przednią szybą a tylną ścianką. Najpopularniejsze ogniwa słoneczne są wykonane z krystalicznego krzemu o ciemnoniebieskim kolorze i pociętego w prostokątny kształt.
Efektywność konwersji takich ogniw fotowoltaicznych zależy od spektrum natężenia promieniowania – niektóre częstotliwości światła są przekształcane lepiej niż inne. Wybrane technologie fotowoltaiczne mogą również wytwarzać energię w wyniku napromieniowania, które przechodzi przez ogniwa i jest odbijane przez tylną warstwę ogniwa.
Warto wspomnieć, że oprócz standardowych jednostronnych paneli fotowoltaicznych istnieje inny ich rodzaj: bifacial, czyli dwustronne moduły. Ich zadaniem jest konwersja promieniowania z przedniej i tylnej strony panelu. Zamiast odbijającej warstwy tylnej znajduje się tutaj szkło. W tym przypadku krzem umieszcza się pomiędzy dwiema taflami szkła, umożliwiając odbicie promieniowania od ziemi bezpośrednio na krzemie fotowoltaicznym.
Istnieje wiele sposobów na zmianę wyglądu paneli słonecznych.
Niektóre z modułów są nawet produkowane w monochromatycznym kolorze: czerwonym, zielonym, złotym i srebrnym.
Jednym z najpopularniejszych rozwiązań jest pomalowanie szczeliny między ogniwami na ciemny kolor, dzięki czemu wyglądają one bardziej jednolicie. Nie jest to jednak pozbawione wyzwań.
Jednorodne kolory paneli doskonale sprawdzają się w miejscach, gdzie moduły znajdują się daleko od wzroku. Czasami przez farbę można dostrzec przewodniki metaliczne. Niektóre firmy usuwają wszystkie metalowe przewodniki z przedniej strony panelu za pomocą technologii, która umożliwia łączenie ogniw PV z tylnej strony. W ten sposób pozostawiają przód ogniw połyskujący i płaski. Istnieją również powłoki, które można zastosować do dowolnych paneli w procesie bardzo przypominającym przyciemnianie przedniej szyby samochodu. Firmy nawet wykorzystują je do celów reklamowych lub mieszają je we wzorzystym środowisku.
Głównym wyzwaniem związanym z pomalowaną przednią powierzchnią modułu słonecznego jest to, że blokuje ona część światła. To z kolei negatywnie wpływa na wydajność panelu i powoduje wytwarzanie mniejszej ilości energii.
Niektóre technologie łagodzą negatywny wpływ farby, stosując konkretne kolory i materiały, które pozwalają większości światła dotrzeć do znajdującego się za nimi krzemu.
Innym podejściem jest malowanie tylko małych obszarów i pozostawienie szczelin między punktami całkowicie niepomalowanymi (zamiast malowania całej powierzchni).
Tradycyjne prostokątne panele słoneczne zostały zaprojektowane z uwzględnieniem potrzeb inżynieryjnych i ekonomicznych. W przypadku modułów PV ważną kwestią jest pokrycie znacznej jego części krzemem, ponieważ szczeliny między ogniwami a otaczającą je ramą nie są wykorzystywane do wytwarzania energii.
Dlatego producenci paneli słonecznych zwiększają część powierzchni krzemowej swoich paneli, zmniejszając szczeliny między ogniwami i szerokość ramy. Ogniwa prostokątne można „upakować” lepiej niż ogniwa okrągłe.
A co się stanie, jeśli miejsce instalacji nie będzie prostokątne? Pozostała powierzchnia pozostaje zwykle niewykorzystana.
Niektórzy producenci zaczęli wprowadzać panele fotowoltaiczne w różnych kształtach, takich jak trójkąty i trapezy. Im większa powierzchnia jest wykorzystywana, tym większa łączna moc instalacji i więcej generowanej energii. Rozwiązanie to jest korzystne w przypadku obiektów z dachami pokrytymi dachówką i o kształcie innym niż prostokąt.
Rośnie również nisza zakrzywionych paneli słonecznych, które nadają się do nierównych dachów. Taka powierzchnia panelu słonecznego stwarza inne problemy, ponieważ jego części są zwrócone w różnych kierunkach. Na przykład zakrzywione panele słoneczne otaczające latarnie uliczne są zwrócone w stronę słońca po jednej stronie, podczas gdy druga jest zacieniona, co powoduje niedopasowanie.
Niektórzy producenci paneli słonecznych dzielą takie moduły na małe sekcje, a następnie grupują elektrycznie te o podobnych kierunkach. To rozwiązanie umożliwia tego typu panelom wytwarzanie energii nawet w warunkach znacznego niedopasowania.
Estetyka paneli słonecznych jest głównym czynnikiem, który zyskuje na popularności w miarę komercjalizacji różnych technologii. Przewiduje się, że m.in. fotowoltaika zintegrowana z budynkiem (BIPV) będzie się szybko rozwijać ze względu na jej potencjał. Oznacza to, że więcej paneli będzie integrowanych z budynkiem/częścią nowych budynków. To sprawi, że projekt i estetyka będą kluczowymi cechami instalacji fotowoltaicznych.
Ten szybko rozwijający się rynek może sprzyjać bardziej innowacyjnym koncepcjom projektowym, które wręcz mogą stać się standardem. Możliwe, że w brandingu, reklamach, na dachach i dużych obszarach użyteczności publicznej będą pojawiać się bardziej estetyczne systemy fotowoltaiczne.
Informacja prasowa
Redakcja Reklama Kontakt Nasze portale i blogi
Wszelkie prawa zastrzeżone | Dział tematyczny Mindly.pl | Zasady korzystania & Polityka prywatności
