Ma, a Fotovoltaikus napenergia Ez már nem kizárólagos a nagyszabású projekteknél, és egyre elterjedtebb technológiává vált. Hazai és kereskedelmi alkalmazásokban egyaránt használják, fejlődése gyors és állandó volt az évek során. Ez a cikk azt próbálja feltárni, hogyan fejlődött az eredetétől a globálisan életképes energiamegoldássá.
Kihasználva a napenergia Ez nem valami újdonság, de a ma fotovoltaikus napelemként ismert technológia fejlődésének lenyűgöző története van, tele fontos mérföldkövekkel az idők során.
A fotovoltaikus napenergia kezdetei: Fotovoltaikus hatás
A fotovoltaikus napenergia története 1839-ben kezdődik, amikor a francia fizikus Alexandre-Edmond Becquerel A fotovoltaikus hatást egy elektrolitikus cellával végzett kísérletezés közben fedezte fel. Becquerel megfigyelte, hogy amikor bizonyos anyagokat fény ér, elektromos áram keletkezik.
Ez a felfedezés az előnyök kihasználásának új módja kezdetét jelentette napenergia, de ennek a technológiának a gyakorlati fejlesztése még hosszú éveket vesz igénybe. A következő évtizedekben különféle kísérletek segítették a jelenség megértését, de további fejlesztésekre volt szükség.
Az első próbálkozások: A szelén napelem
A fotovoltaikus napenergia történetének következő jelentős mérföldköve ben következett be 1883, amikor az amerikai feltaláló Charles Fritts kifejlesztette az első napelemet szelén félvezetőként és vékony aranyréteggel. Alacsony hatásfokuk (mindössze 1%) és magas költségük miatt azonban ezek a cellák nem voltak életképesek nagy léptékű villamosenergia-termelésre, olyan felhasználásra korlátozva, mint például a fényérzékelők a kamerákban.
E korlátok ellenére Fritts találmánya megalapozta a jövőbeli fejlesztéseket, és munkáját más tudósok is követték, akik érdeklődtek a napelemek hatékonyságának javításában.
A szilícium forradalom és az első modern napelem
En 1946, a tudós Russell Ohl szabadalmaztatta az első szilícium napelemet, amely anyag a fotovoltaikus ipar szabványává válik. Ez azonban abban az évben volt 1954 amikor a Bell Laboratories Kifejlesztették az első valóban hatékony, szintén szilícium alapú napelemet. Ezek a cellák a napfény 6%-át tudták elektromos árammá alakítani, ami jelentős különbséget jelent a korábbi modellekhez képest.
A legjelentősebb, hogy ez a hatékonyságnövekedés lehetővé tette a napelemek gyakorlati alkalmazását, kezdve űripar. Az első napelemes műholdakat az 50-es években küldték az űrbe, az amerikai műholddal Elővéd I úttörőként ezen a területen.
A napenergia térnyerése az űriparban
Az 1960-as években a napelemek megtalálták a helyüket a űrverseny, ahol a költség nem volt korlátozó tényező. Az űrhajóknak és a műholdaknak megbízható és hosszú élettartamú áramforrásra volt szükségük, és a napelemek voltak a tökéletes választás. Az Egyesült Államok és a Szovjetunió is felhasználta a napenergiát űrprogramjaiban.
Az első napelemes műhold volt Vanguard 1Bár kis műholdról volt szó, a napelemes technológia megvalósítása sikeres volt, és azóta a műholdak szabványává vált.
A fotovoltaikus napenergia kereskedelmi felhasználása
Az űrben elért sikerek ellenére a napelemek ára továbbra is jelentős akadályt jelentett kereskedelmi forgalomba hozatalukban a Földön. 1956-ban egy napelem wattonkénti ára hozzávetőleg 300 dollár volt, így a hagyományos elektromos hálózatokban való felhasználása megvalósíthatatlan volt.
alatt volt olajválság az 1970-es években, amikor az alternatív technológiák, beleértve a napenergiát is, üzleti és kormányzati szinten kezdtek felkelteni az érdeklődést. Az olajárak megugrottak, ami fellendítette a napenergia-technológiába való befektetést. Az ezen a területen végzett kutatás és fejlesztés apránként elkezdte csökkenteni a napelemek költségeit és növelni a hatékonyságot.
A saját fogyasztási piac megjelenése
A napenergiát nem csak nagy projektekben vagy az űriparban használták. In 1970, piacra került az első kisméretű napelemes otthoni eszköz, és néhány modellt elkezdtek házakba és gazdaságokba telepíteni elektromos áram előállítására. A hatékonyabb és olcsóbb panelek fejlesztése elérhetővé tette azokat a hazai önfogyasztás.
Az ipar fotovoltaikus energia Tovább fejlődött, és az 80-as évektől kezdődően a napelemek árai a megnövekedett termelésnek és a technológiának köszönhetően tovább csökkentek. Ezek a költségcsökkentések a napelemes berendezéseket egyre hozzáférhetőbbé tették a nagyközönség számára.
Az energiaválság és hatása a napenergiára
Az egyik legfontosabb esemény, amely világszerte népszerűsítette a napenergiát, az 70-es évek energiaválsága volt a napenergia árának emelkedése fosszilis tüzelőanyagok és az energiabiztonsággal kapcsolatos aggodalmak arra késztették a kormányokat és intézményeket, hogy a megújuló energiaforrások felé forduljanak. Ebben az összefüggésben a napelemes fotovoltaik egyre nagyobb figyelmet és támogatást kaptak kormányzati ösztönzők és támogatások révén.
Az 80-as és 90-es évek között a hálózatra kötött napelemes rendszerek bevezetése lehetővé tette a nagyszabású telepítéseket. Ez egy új korszak kezdetét jelentette a fotovoltaikában, kiterjesztve alkalmazását olyan ágazatokra, mint a mezőgazdaság, az ipar és a közlekedés.
Miért lett népszerű a napenergia?
Azóta napenergia fotovoltaikus továbbra is exponenciális növekedést tapasztalt, köszönhetően a következő fontos előnyöknek:
- Van egy tiszta és fenntartható energiaforrás, amely nem termel CO-kibocsátást2.
- El napelem ár jelentősen csökkent, így több fogyasztó számára elérhetővé váltak.
- Azok a rendeletek és törvények, amelyek elősegítik önfogyasztás és többletkompenzáció elősegítették népszerűsítését.
Ezeknek a tényezőknek köszönhetően manapság gyakran találnak napelemes berendezéseket magánházakban, kis iparágakban és saját fogyasztású rendszerekben, amelyek anélkül termelnek áramot, hogy kizárólag a hálózattól függnének.
Története során a fotovoltaikus napenergia tudományos érdekességből a globális energiarendszer alapvető részévé vált. Ezt a technológiai fejlődés, a költségcsökkentés és a globális gondolkodásmódban a tisztább és fenntarthatóbb energiaforrások használata felé történő elmozdulás kombinációja tette lehetővé.