Sistemul de energie solară fotovoltaică este tehnologia prin care lumina soarelui este transformată direct în energie electrică, cu ajutorul panourilor solare. Interesul pentru această formă de energie a crescut semnificativ în ultimii ani, pe fondul scumpirii electricității și al nevoii de soluții mai prietenoase cu mediul.
Dezvoltarea tehnologiei a făcut ca panourile solare să fie mai eficiente și mai accesibile decât în trecut. Tot mai multe gospodării aleg să devină prosumatori, reducându-și dependența de rețeaua națională. La nivel internațional, capacitatea instalată a crescut constant, iar energia solară ocupă un loc tot mai important în producția totală de electricitate.
Cum funcționează o energie solară fotovoltaică și ce presupune un astfel de sistem
Energia solară fotovoltaică se bazează pe efectul fotovoltaic, fenomen descoperit în anul 1839 de fizicianul francez Alexandre Edmond Becquerel.
În prezent, celulele fotovoltaice sunt realizate în principal din siliciu, un material semiconductor. Atunci când lumina soarelui ajunge pe suprafața panoului, fotonii transferă energie electronilor din material. Aceștia sunt puși în mișcare prin intermediul unei joncțiuni interne care creează un câmp electric, generând astfel curent continuu. Pentru ca energia să poată fi utilizată în locuințe sau clădiri comerciale, este necesar un invertor care transformă curentul continuu în curent alternativ.
Un sistem fotovoltaic complet include panouri solare, invertor, structură de montaj, cabluri și elemente de protecție electrică. În cazul sistemelor independente de rețea, sunt necesare și baterii pentru stocarea energiei produse pe timpul zilei. Performanța sistemului depinde de mai mulți factori, precum nivelul radiației solare, orientarea către sud în emisfera nordică, unghiul de înclinare, temperatura exterioară și eventualele umbre. În general, eficiența panourilor moderne variază între 15% și 22%, iar durata de viață este estimată la 25-30 de ani.
Avantaje și dezavantaje
Energia solară fotovoltaică este considerată una dintre cele mai importante soluții pentru reducerea emisiilor de carbon. În timpul funcționării, panourile nu produc gaze cu efect de seră și nu poluează aerul sau apa. De asemenea, costurile de operare sunt reduse, deoarece sistemele nu au piese în mișcare și necesită intervenții minime. Utilizatorii pot reduce semnificativ facturile la electricitate și pot deveni mai independenți energetic.
Un alt avantaj este caracterul modular al sistemelor. Acestea pot fi instalate atât la nivel rezidențial, cât și industrial, iar capacitatea poate fi extinsă în timp, în funcție de necesități. În plus, industria energiei solare generează locuri de muncă în producție, instalare, mentenanță și cercetare, contribuind la dezvoltarea economică.
Pe de altă parte, energia solară are și limitări. Producția depinde de condițiile meteorologice și de numărul de ore cu soare, iar noaptea sistemele nu generează energie fără baterii de stocare. Investiția inițială poate fi ridicată pentru unele familii, iar integrarea în rețelele existente poate necesita modernizări suplimentare.
De asemenea, fabricarea panourilor presupune utilizarea unor materiale precum siliciul de înaltă puritate și alte elemente rare, iar reciclarea acestora la finalul ciclului de viață reprezintă o provocare. Energia solară fotovoltaică va continua să se dezvolte rapid, devenind un pilon important al sistemului energetic global și o soluție esențială în lupta împotriva schimbărilor climatice.
Cu toate acestea, costurile pentru sistemul de energie solară fotovoltaică au scăzut considerabil în ultimul deceniu, iar cercetările actuale vizează creșterea eficienței prin dezvoltarea unor noi tipuri de celule.