Wiele lat temu nie przypuszczano, że odnawialnie źródła energii znajdą się w centrum rewolucji energetycznej XXI wieku. Na przestrzeni ostatnich lat alternatywna energetyka ugruntowała swoją pozycję na rynku oraz w krajowych dokumentach strategicznych. Łączna moc zainstalowana energetyki słonecznej przekroczyła najprawdopodobniej 1 TW mocy. Technologie słoneczne, jak i idea wykorzystywania energii ze Słońca, nie jest najnowszym wynalazkiem. Oto kilka ważnych faktów historycznych.
Historia rozwoju fotowoltaiki jest bardzo długa, dlatego wybraliśmy kilka z najciekawszych momentów w historii. Potencjał Słońca wykorzystywano już w starożytności. Gwiazda centralna Układu Słonecznego stała się obiektem kultu, była postrzegana jako symbol życia i źródło ciepła. Literatura przedmiotu wskazuje na rozwój pasywnego wykorzystywania energii słonecznej, które koncentrowało się na ogrzewaniu budynków i projektowaniu różnego rodzaju systemów słonecznych. Obejmowało to całe spectrum działań i rozwiązań począwszy od tego, aby umieścić drzwi i okna po stronie słonecznej, a skończywszy na ogrzewaniu przedmiotów, które zatrzymują ciepło przez całą noc (np. kamienie). Miało to na celu zapewnienie budynkom jak największej ilości ciepła. Kiedy powstało pierwsze na świecie „ogniwo słoneczne"? Wskazuje się, że zostało zaprojektowane i skonstruowane dopiero w 1767 roku. Szwajcarski naukowiec Horace-Benedict de Saussure dokonał niezwykłego odkrycia podczas testowania produkcji energii cieplnej, głównie pary wodnej. Skonstruował on wówczas izolowane pudełko z otworem i trzema warstwami szkła. Szkło to zwiększało poziom ciepła słonecznego do temperatury przekraczającej 230 stopni Fahrenheita i było wykorzystywane na wiele sposobów.
W 1839 roku Edmund Bacquerel odkrył efekt fotowoltaiczny, prowadząc badania za pomocą ogniwa elektrolitycznego składającego się z dwóch metalowych elektrod umieszczonych w elektrolicie. Po wystawieniu go na działanie światła wzrastał poziom energii. W 1879 roku Charles Fritts stworzył pierwsze półprzewodnikowe ogniwo fotowoltaiczne, którego sprawność tego urządzenia wynosiła zaledwie około 1 proc. Od tego czasu celem naukowców było przede wszystkim zwiększenie sprawności ogniw PV.
Albert Einstein opublikował w 1905 roku pracę na temat efektu fotoelektrycznego i mechanizmu wzbudzania nośników energii przez światło. W 1921 roku otrzymał za to Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki. Russell Ohl opatentował w 1946 roku nowoczesne półprzewodnikowe ogniwo słoneczne typu junction, prawdopodobnie zainspirowany działaniami Einsteina.
W 1953 roku badania nad globalnym ociepleniem stały się przedmiotem zainteresowania prasy i opinii publicznej. Pierwsze praktyczne ogniwo fotowoltaiczne zostało opracowane w 1954 roku w amerykańskim Bell Laboratories przez Daryla Chaplina, Geralda Pearsona i Calvina Southera Fullera. Z kolei Firmie Hoffman Electronics udało się zwiększyć wydajność ogniw do 14 proc.
W latach 50. i 60. ubiegłego wieku podejmowano różne próby komercjalizacji fotowoltaiki. Sukces był niewielki. W latach 70. cena uzyskania jednego wata mocy znacznie spadła, co doprowadziło do zastosowania tego urządzenia w odległych miejscach, gdzie podłączenie do sieci energetycznej nie było możliwe w przystępnej cenie.
Do 1980 roku w ARCOS Solar powstały pierwsze elektrownie wykorzystujące panele słoneczne o mocy 1 MW mocy – pierwsza farma powstała w Hisperia w Kalifornii.
W 1994 roku amerykańskie Narodowe Laboratorium Energii Odnawialnej (National Renewable Energy Lab) opracowało ogniwo słoneczne z fosforku indowo-galowego i arsenku galu. Przekroczyło ono granicę 30 proc. sprawności.
W ostatnich latach byliśmy świadkami ogromnych inwestycji w elektrownie słoneczne na skalę przemysłową. Często bite są rekordy ich wielkości i mocy. Bhadla Solar Park w Indiach, o łącznej mocy 2,25 GW, jest jak dotąd największą farmą słoneczną na świecie. Projekt ten, zlokalizowany w miejscowości Bhadla w dystrykcie Jodhpur w Radżastanie.
Dziś na rynku dostępne są trzy generacje ogniw fotowoltaicznych, niekiedy wskazuje się na czwartą generację. Najnowsze technologie wypierają tradycyjne ogniwa krzemowe koncentrując się na ogniwach hybrydowych, w tym m.in. perowskitach, które są określane jako przyszłość energetyki słonecznej. Z niecierpliwością czekamy na kolejne nowinki technologiczne w energetyce słonecznej.
Źródło: The Renewable Energy Hub UK/YSG Solar
