Energia słoneczna jest cenionym i coraz szerzej wykorzystywanym źródłem energii w wielu krajach na całym świecie. Również w Polsce, pomimo, że na naszym terytorium nie występują idealne warunki słoneczne, to inwestycje w "słońce" zyskują spore grono zwolenników, zwłaszcza, że są one jednym z najłatwiejszych sposobów pozyskania energii ze źródeł odnawialnych.

Wielu mieszkańcom naszego kraju może wydawać się, że Polska nie zalicza się do krajów, które mogłyby efektywnie czerpać korzyści z energii słonecznej. Świadczyć wszak o tym mogą nieustające narzekania na brak słońca nad Wisłą, co szczególnie doskwiera w okresie letnim, kiedy to mamy nadzieje na skorzystanie z dobrodziejstw słonecznej pogody i tzw. ?podładowanie akumulatorów? przed jesienno-zimowymi długimi wieczorami. Pojęcie ładowania akumulatorów zostało użyte w tym kontekście nieprzypadkowo, bowiem proces ten jest bardzo bliski w pozyskiwaniu energii ze źródeł solarnych. Intuicyjnie można wywnioskować, iż Polska nie należy do silnie nasłonecznionych krajów.

Nasz potencjał energetyczny w tej dziedzinie porównywalny jest do takich krajów Niemcy, Dania, Czechy czy północna część Francji. Pomimo to, największa na świecie elektrownia słoneczna budowana jest obecnie we wschodnich Niemczech, co może świadczyć, że taki poziom promieniowania jest w pełni wystarczający do zapewnienia opłacalności całej inwestycji. Według ostatnich badań stwierdzono, że dzięki nowej technologii opracowanej w tym roku w Szwajcarii, możliwe będzie efektywne wykorzystywanie energii słonecznej również w krajach skandynawskich czy na dalekiej Syberii. Opracowane rozwiązanie bazuje na polimerowej folii, która jest 200 razy lżejsza od tradycyjnych materiałów solarnych, wykorzystywanych obecnie do konstrukcji kolektorów słonecznych. Dzięki jej właściwościom możliwe będzie montowanie instalacji słonecznych również na ścianach budynków, co w dużej mierze ułatwi proces instalacyjny jak i poszerzy możliwości ich wykorzystania. Ponadto należy dodać, że stworzona folia jest zdecydowanie tańsza, aniżeli dotychczas stosowane konstrukcje i może być produkowana w sposób masowy. Firma, która opracowała powyższą technologię zakłada, że dzięki jej wykorzystaniu w ciągu kilku lat stanie się możliwe wytwarzanie energii elektrycznej znacznie poniżej kosztów dotyczących elektrowni węglowych, których średni koszt wynosi około 1$/Wat energii. Jeżeli taki scenariusz spełni się, to wizja całych miast, które są ogrzewane i zasilane dzięki energii elektrycznej będzie całkiem realny.

Z tego względu, tak istotne jest wykorzystanie szansy, jakie niesie ze sobą energia słoneczna. Jeśli chodzi o warunki polskie to istnieją nieznaczne różnice w poziomie nasłonecznienia pomiędzy poszczególnymi regionami kraju. Związane jest to przede wszystkim z wysokością słońca oraz dopływem energii słonecznej do powierzchni ziemi. Do obszarów o największym nasłonecznieniu należą pas wybrzeża Morza Bałtyckiego oraz tereny województwa lubelskiego, natomiast najmniejsze natężenie występuje na południu Polski, co jest jednakże rekompensowane poprzez większe nasłonecznienie w okresie zimowym. Należy podkreślić, że niemal 80% całkowitej rocznej sumy nasłonecznienia przypada na sześć miesięcy sezonu wiosenno-letniego, czyli od początku kwietnia do końca września. W tym okresie czas działania kolektorów słonecznych sięga nawet 16 godzin na dzień, natomiast w zimie spada jedynie do 8 godzin. Pomiędzy tymi okresami kąt nachylenia słońca waha się od 64 stopni 21 czerwca do zaledwie 14 stopni 22 grudnia, co znacząco wpływa na pobór energii słonecznej, która najefektywniej pozyskiwana jest kiedy pada pod kątem prostym. W celu zwiększenia wydajności kolektorów słonecznych stosuje się specjalne ruchome uchwyty, które umożliwiają dostosowywanie nachylenia konstrukcji w zależności od warunków słonecznych.

Technologia pozyskiwania i zastosowanie energii słonecznej

Wykorzystanie energii słonecznej w Polsce sprowadza się do podstawowych dwóch celów, mianowicie do wytwarzania energii elektrycznej oraz cieplnej. Do produkcji tej pierwszej wykorzystywane są kolektory słoneczne i systemy fotowoltaiczne. Ogniwa fotowoltaiczne zbudowane z diod półprzewodnikowych pod wpływem światła pozwalają na przetworzenie energii słonecznej w elektryczną. Najdroższe i najwydajniejsze ogniwa zbudowane są z monokrystalicznego arsenku galu, który zapewnia największą sprawność całego systemu. Wspomniane układy mogą być podłączone do sieci energetycznej na trzy sposoby:

• bezpośrednio, działając jako generator elektryczny, lecz nie możliwe jest wówczas magazynowanie energii,

• jako autonomiczny generator magazynowania energii,

• w układzie hybrydowym składającym się z generatora fotowoltaicznego oraz generatora na gaz lub ropę.

Ich stosowanie jest szczególnie wskazane w terenach trudnodostępnych lub stosunkowo odległych od sieci energetycznych, gdzie utrudnione byłoby uzyskanie energii w tradycyjny sposób. Dobrym przykładem jest tutaj Francja, która na elektryfikację miejscowości izolowanych ze źródeł odnawialnych przeznacza rocznie 15 mln euro. Do wad takiego rozwiązania należy zaliczyć wciąż jeszcze dość wysoki koszt inwestycyjny, który dzięki opisywanym powyżej nowym technologiom może jednak ulec zdecydowanemu zmniejszeniu. Zaletą tego typu systemów jest przede wszystkim cicha i niezawodna praca, jak i brak emisji szkodliwych zanieczyszczeń do środowiska naturalnego. Największy rozwój tego rodzaju rozwiązań obserwowany jest obecnie w krajach Unii Europejskiej, Stanów Zjednoczonych oraz Japonii. Ciekawą informacją jest fakt, że w USA 17 tys. latarni morskich jest zasilanych za pomocą energii słonecznej.

Jeśli chodzi natomiast o produkcje energii cieplnej to wykorzystywane do tego celu są tzw. instalacje solarne. Stanowią one zespół odpowiednio dobranych urządzeń takich jak: kolektory słoneczne, zespoły sterująco-tłoczące i pojemnościowe zasobniki wody użytkowej. Odpowiednio dobrane i wykonane instalacje solarne pozwalają zaoszczędzić całorocznie ok. 65% energii potrzebnej do podgrzewania ciepłej wody użytkowej oraz ok. 30 % na ogrzanie budynku. Dodatkowo mogą być one wykorzystywane np. do ogrzewania wody w basenie w czasie sezonu. Minimalny koszt takiej inwestycji oscylować wokół poziomu 6 tys. złotych, jednakże zależy to od indywidualnych warunków przyłączeniowych. Należy podkreślić, że sprzedaż kolektorów słonecznych w Polsce dynamicznie rośnie, a ich producenci cały czas inwestują w zwiększenie mocy produkcyjnych, co może świadczyć o bardzo szybkim rozwoju tego segmentu rynku.

Fabryka baterii słonecznych nad Wisłą?

Już niedługo Polska może wzbogacić się o fabrykę baterii słonecznych z prawdziwego zdarzenia. Planowanym miejscem inwestycji są okolice Lublina, natomiast jej wartość ma sięgnąć 50 mln euro. Spółką, która chce realizować powyższą inwestycję jest SolarEnTech, założona przez Waldemara Wójcika współpracującego z producentami i dystrybutorami urządzeń do uzyskiwania energii z alternatywnych źródeł w Niemczech. Przy realizacji inwestycji planowane jest nawiązanie współpracy z Polską Grupą Energetyczną (PGE), Bankiem Ochrony Środowiska i Ekofunduszem. Partnerem branżowym inwestycji może zostać jedna z największych firm produkujących baterie słoneczne, spółka World Solar. Fabryka może wytwarzać rocznie produkty o mocy 30 MW, które mogą generować przychody w wysokości 60 mln euro. Przyjmując takie założenia koszt budowy może zwrócić się już w przeciągu dwóch lat, co jest imponującym wynikiem w tak dużych inwestycjach. Dodatkowo tworzona fabryka może liczyć na ścisłą współpracę z Politechniką Lubelską, która jako pierwsza nawiązała kontakt z inwestorami i de facto przyciągnęła ich na swój teren. Już w tym roku akademickim na uczelni zostanie uruchomimy nowy kierunek studiów kształcący specjalistów w dziedzinie konwersji energii odnawialnej, którzy w przyszłości będą mieli szansę na znalezienie pracy w nowej fabryce. Pod warunkiem oczywiście, że uda się zrealizować ten ambitny, choć równocześnie niełatwy projekt.

Jak można zauważyć na podstawie przytoczonych przykładów wykorzystanie energii słonecznej może być bardzo szerokie. Bariery związane z wysokimi kosztami instalacji słonecznych mają szanse być już w najbliższym czasie znacząco zredukowane, co pozwoli na jeszcze szybszy rozwój tej gałęzi energetyki w Polsce. Być może jest to właśnie odpowiedni moment na poważniejsze zainteresowanie się tego typu inwestycjami.

(źródło: Inwestycje Alternatywne, Krzysztof Dankowski)