CZY FOTOWOLTAIKA STANOWI PRZYSZŁOŚĆ ENERGETYKI?
Odnawialne źródła energii, w tym panele fotowoltaiczne potocznie określane również jako panele słoneczne, od dawna montowane są w innych zachodnich krajach europejskich, a także za oceanem. W Polsce stały się one popularne dopiero w ostatnich latach. Początkowo fotowoltaika odstraszała wiele osób cenami, jednak z czasem zaczęły one stopniowo spadać. W wielu miastach obecnie można liczyć na dopłaty do montażu takiego systemu we własnym domu.
Wzrosło też zrozumienie zasad jego działania. Największy przyrost w rozpowszechnianiu się fotowoltaiki wśród zabudowy jednorodzinnej i małych firm w naszym kraju wywołał w 2019 roku rządowy program dotacji Mój Prąd, w ramach którego można otrzymać 5 tys. zł dotacji (zapytaj nas, jak ją dostać). Nie bez zasługi pozostaje również kwestia polecenia sąsiedzkiego i rosnącego zaufania, która wynika z tego, że już tysiące gospodarstw domowych odczuło ulgę w postaci zminimalizowania rachunków za prąd. Widok instalacji na polskich domach i firmach stał się też już dość powszechny.
Zgodnie z raportem Polskich Sieci Elektroenergetycznych w 2019 roku, w Polsce 10,53% energii pochodziło z OZE, a do sieci przyłączono aż 104 000 nowych mikroinstalacji fotowoltaicznych. Moc zainstalowanych w Polsce instalacji PV doszła na koniec ub. roku do wysokości 1,6 GW na 583,5 GW mocy fotowoltaiki na całym świecie (98 GW przybyło na całym świecie tylko w zeszłym roku, z czego około 60 GW zamontowano w Azji!). Największy udział w energetyce odnawialnej ma energetyka wodna, a następnie wiatrowa.
JAK TO DZIAŁA U NAS W KRAJU?
W Polsce od 2019 roku działa wspomniany wyżej program Mój Prąd, który jest też częścią programu Czyste Powietrze (program dotacji do innych instalacji - pompy ciepła, kolektory słoneczne, termomodernizacja, wentylacja mechaniczna z odzyskiem ciepła). Każdy użytkownik mikroinstalacji fotowoltaicznej staje się prosumentem. Wytworzona przez domową instalację słoneczną energia elektryczna wykorzystywana jest albo w czasie bieżącym do zasilania domowych urządzeń, albo oddawana do sieci, skąd można ją w dowolnym momencie odebrać (np. w nocy lub w ogóle w innym terminie). Dzieje się tak wtedy, gdy występuje nadwyżka wynikająca z częściowego lub niemal całościowego niezużywania prądu. Takie rozwiązanie stosuje się w naszym kraju. System prosumencki jest na tyle korzystny, że obecnie nie opłaca się instalować żadnych baterii bądź akumulatorów do przechowywania energii. Jest to bowiem bardzo droga inwestycja, która znacząco zwiększa okres zwrotu. Natomiast w wielu krajach na świecie energię powstałą z fotowoltaiki często przechowuje się właśnie w specjalnych bateriach/akumulatorach.
CZY SYSTEM PROSUMENCKI TO ROZWIĄZANIE PRZYSZŁOŚCIOWE?
System prosumencki działa na razie bardzo sprawnie i na ten moment jest najlepszym rozwiązaniem. Z pewnością będzie funkcjonował przez najbliższe lata. W pewnym momencie tak, jak to się stało w innych krajach, ilość produkowanej przez panele słoneczne i oddawanej do sieci energii wzrośnie do takiego poziomu, że będziemy mieli nadwyżki, których nie będzie gdzie przetrzymywać. Można je sprzedać do sieci zagranicznych, albo magazynować, co jest jednak dosyć kłopotliwe.
Najbardziej popularne magazyny energii na świecie to elektrownie szczytowo-pompowe o sprawności wynoszącej około 80%. W trakcie wzmożonego zapotrzebowania na prąd elektrownia tego typu spuszcza nagromadzoną wodę poprzez turbiny ze zbiornika położonego wyżej do zbiornika niższego. Nagromadzoną w wodzie energię przetwarza się w ten sposób na prąd.
Być może na większą skalę nowoczesne technologie umożliwią w przyszłości wykorzystanie przerobionych starych wyrobisk kopalnianych na podziemne zbiorniki energii dla elektrowni szczytowo pompowych, zabezpieczając energetycznie np. Katowice, Rudę Śląską, Bytom czy inne miejscowości aglomeracji śląskiej. Możliwe, że wtedy wykorzystanie źródeł energii odnawialnej będzie miało jeszcze bardziej racjonalne uzasadnienie.
Za kilka lat polityka naszego państwa odnośnie instalacji fotowoltaicznych z dużą pewnością przybierze nowy kurs. W przypadku, gdy produkcja energii będzie wyższa niż zużycie, zaczną zyskiwać na tym przydomowe akumulatory energii, do których prawdopodobnie na początku zostaną uruchomione jakieś programy dotacji. Przydomowe magazyny energii umożliwią też wielu gospodarstwom całkowite odcięcie się od sieci.
FOTOWOLTAIKA PRZYSZŁOŚCIĄ ENERGETYKI?
Jest to daleko wysunięta teza. Rynek fotowoltaiki rozwija się bardzo dynamicznie. O ile jeszcze dwa lata temu standardem były panele fotowoltaiczne o mocy ok. 180 W, a jeden kW mocy był dużo droższy, o tyle obecnie bardzo popularne są moce od 330 W wzwyż, a producenci oferują już i takie o mocy 400 czy nawet 500 W (panele mają też przy tym często większe rozmiary). Światowi liderzy prześcigają się w tworzeniu coraz to lepszych, bardziej wydajnych paneli o jeszcze większej mocy. Zapewne także w tym przypadku technologia pójdzie do przodu i to, co właśnie opisujemy, za kilka lub kilkanaście miesięcy stanie się nieaktualne. Już teraz można dostać panele bifacjalne (Bi-Facial), czyli dwustronne lub moduły przezroczyste z możliwością montażu w specjalnym płocie. Inżynierowie z Polski opracowali szyby fotowoltaiczne, które mogą zrewolucjonizować świat fotowoltaiki. Wielkim inwestorom np. z Dubaju z pewnością spodobałby się wieżowiec, który zamiast pobierać energię z kosztownych w utrzymaniu na pustyni farm słonecznych, wytwarzałby je sam z własnych okien. Większość posiadaczy samochodów też nie pogardziłaby pojazdem ładowanym za pomocą paneli słonecznych w postaci okien. Science fiction? Nie! Kwestia czasu. W małych urządzeniach typu lampki ogrodowe też bardzo często znajdują się maleńkie moduły PV.
Energia z OZE, w tym fotowoltaika, ze względu na międzynarodowe regulacje (handel emisjami CO oraz plany wieloletnie wymuszające na poszczególnych krajach zwiększenie udziału OZE), stanowi coraz większy procent w ogólnej mocy energetycznej w Polsce i na świecie. Mimo wszystko nie jest to jednak idealne rozwiązanie, ponieważ też wymaga stałego dopracowywania i innowacji. Trzeba wziąć pod uwagę to, że zarówno farmy fotowoltaiczne, jak i elektrownie wiatrowe wymagają olbrzymich terenów i nie są tak do końca ekologiczne i obojętne dla środowiska. Olbrzymie połacie ziemi pod farmy słoneczne czy wiatrowe wymagają niejednokrotnie ingerencji w naturalne środowisko, gdzie żyją różne zwierzęta i rośliny. Turbiny wiatrowe zabijają miliony ptaków w tym rzadkich gatunków. Wciąż nie do końca jeszcze rozwiązano problem starych, zużytych turbin wiatrowych czy paneli fotowoltaicznych. Biorąc pod uwagę, że są to stosunkowo nowe technologie, za kilkanaście lat czekać nas będzie nowe wyzwanie - recykling i utylizacja olbrzymich ilości zużytych modułów PV oraz innych odpadów pochodzących z OZE. To nie znaczy, że nie mamy w to inwestować. Na ten moment musimy powoli odchodzić od kończących się paliw kopalnianych i robić to coraz efektywniej i bezpieczniej i dla naszej planety.
Alternatywą dla olbrzymich elektrowni węglowych, które zaspokajają w wielu krajach w dużej mierze potrzeby energetyczne, są elektrownie atomowe. Elektrownie węglowe mają na swoim koncie setki tysięcy ofiar w ludziach, którzy zachorowali bądź umarli z powodu zanieczyszczonego powietrza w przeciwieństwie do elektrowni atomowych.
Źródła OZE (słońce, woda, wiatr, biomasa), choć pochodzą z naturalnych i odnawialnych zasobów, nie są w stanie na ten moment i jeszcze długo nie będą w stanie zabezpieczyć w 100% rosnących potrzeb energetycznych świata. Dlaczego? Z prostego powodu. Ponieważ są to źródła niestabilne. Wiatr raz wieje, innym razem nie. W wielu miejscach na Ziemi światło słoneczne nie dociera równomiernie nawet w ciągu jednego dnia. W Polsce są lata, gdzie jest bardzo dużo słonecznych dni, ale są też takie, gdzie na niebie królują chmury w większej lub mniejszej ilości. Choć woda jest wielkim magazynem energii, to podczas suszy, elektrownie wodne czasem muszą zostać wyłączone, gdyż nie mogą one pracować, jeśli nie ma wystarczającego poziomu. Pozostaje nam rozwijać technologię, aby jak najefektywniej i z jak najmniejszym uszczerbkiem dla zdrowia ludzi i środowiska naturalnego produkować prąd z odnawialnych źródeł energii w tym z fotowoltaiki. Choć są one zmienne, to jednak niewyczerpalne.
Fotowoltaika jest elementem przyszłości energetyki na świecie i z pewnością jedną z dróg, jakimi będziemy podążać w najbliższych dziesięcioleciach.