Istnieje wiele korzyści z zastosowania fotowoltaiki. Niektóre z nich to niski koszt, wysoka niezawodność i bezpieczeństwo. Ale są też pewne wady.
Wysoki koszt początkowy
Wysoki koszt początkowy fotowoltaiki nie oznacza, że musisz zrezygnować z całej energii elektrycznej. Istnieje kilka systemów zasilanych energią słoneczną, które mogą generować energię elektryczną, nie kosztując Cię ani grosza. Obejmuje to dachowe systemy słoneczne i podobne. Jak może wiesz, energia słoneczna tylko niedawno zrobił dent w globalnej produkcji energii. Z globalnej populacji ma osiągnąć dziewięć miliardów do 2050 roku, potrzeba zmniejszenia emisji dwutlenku węgla będzie tylko bardziej pilne. W najbliższej przyszłości zobaczymy wiele zasilanych energią słoneczną miast, miasteczek, a nawet krajów. A najlepsze jest to, że będą one nadal rosły, ponieważ coraz więcej osób dowiaduje się o korzyściach płynących z zamiany paliw kopalnych na odnawialne.
Wysoki koszt PV może być złagodzony poprzez skorzystanie z zachęt rządowych. Na przykład w USA rząd federalny oferuje rabat w wysokości 30 centów za kilowatogodzinę za zainstalowanie baterii słonecznej na dachu. Inne opcje obejmują dotacje, ulgi podatkowe i programy leasingowe. Podobnie stan Kalifornia ma wiele programów pomagających właścicielom domów w zmniejszeniu ich śladu węglowego. Jednym z bardziej popularnych jest program rabatów słonecznych, który jest dostępny dla klientów indywidualnych. Również stan Massachusetts ma program rabatów słonecznych, który może zapewnić do 1500 dolarów zniżki na zakup systemu fotowoltaicznego.
Wysoka niezawodność
Niezawodność fotowoltaiczna odnosi się do zdolności modułu fotowoltaicznego do dostarczania energii przez długi okres czasu w różnych warunkach pogodowych. Niezawodne systemy PV są w stanie zmniejszyć koszty eksploatacji i konserwacji oraz przedłużyć żywotność systemu.
Niezawodność fotowoltaiki jest ważnym czynnikiem branym pod uwagę przy projektowaniu i rozwoju produktów PV. Oznacza to, że kluczowe jest zapewnienie, że moduł PV będzie działał przez znaczny okres czasu w terenie. Oznacza to również, że właściciele domów i finansiści są skłonni zapłacić za produkt PV, jeśli zostanie on uznany za trwały i niezawodny.
Inżynieria niezawodności musi rozważyć wszystkie interakcje pomiędzy komponentem a środowiskiem. Na przykład, jak ogniwo słoneczne zareaguje na wilgotny klimat jest jednym z czynników. Inną kwestią jest jakość estetyczna produktu.
W dziedzinie produkcji PV, konsorcjum Durable Module Materials Laboratory Consortium pracuje nad rozwojem trwałych i niezawodnych modułów PV. Konsorcjum przyspiesza wdrażanie tych produktów.
Badania w dziedzinie niezawodności fotowoltaiki mają na celu określenie, jakie czynniki prowadzą do degradacji modułów PV i jak zapobiegać takim awariom. Celem jest opracowanie norm trwałości i niezawodności, które pomogą producentom i wytwórcom PV udoskonalić swoje produkty.
Wysoka niezawodność nie jest osiągana łatwo. Moduły PV są podatne na wiele problemów, w tym brązowienie taśmy łączącej ogniwa, korozję połączeń lutowanych i brązowienie EVA. Przyczyny tych awarii mogą być trudne do wykrycia w momencie instalacji. Jednak te obawy mogą być złagodzone poprzez wykonywanie regularnych testów, monitorowanie wydajności modułów PV i utrzymywanie silnej gwarancji.
Niezawodność paneli PV jest oceniana przy użyciu standardowego testu IEC 61215, który wymaga całkowitego napromieniowania 15 kWh/m2 energii UV. W rezultacie testy te nie są przydatne do przewidywania długoterminowej wydajności. Testy te pokazują jednak, że panele PV nie ulegają degradacji tak szybko, jak się tego oczekuje.
Fotowoltaiczne systemy generacyjne są skuteczną odpowiedzią na wyzwania środowiskowe. Jednak nie są one jeszcze w stanie zapewnić energii elektrycznej przez całą dobę. Aby to osiągnąć, system musi charakteryzować się wysoką niezawodnością, dlatego badania nad niezawodnością są tak ważne.
Niski koszt
W wielu opracowaniach dotyczących systemów energetycznych niski koszt fotowoltaiki uznano za ważny aspekt osiągnięcia zrównoważonego systemu energetycznego. Niskie koszty PV są kluczem do uwolnienia potencjału ekonomicznego i redukcji emisji tej technologii odnawialnej. W artykule przedstawiono przegląd najnowszych badań dotyczących niskich kosztów energii słonecznej.
Niski koszt fotowoltaiki opiera się na obfitości materiałów. Panele cienkowarstwowe, polimery organiczne i małe cząsteczki to niektóre z pojawiających się fotowoltaik, które mają niskie koszty. Jednak nie są one tak wydajne jak ogniwa krzemowe. W związku z tym pojawiło się wiele wyzwań technicznych, które trzeba było pokonać.
Systemy fotowoltaiczne mogą być również wykorzystywane do zastąpienia najdroższego generatora w linii. W tym przypadku cena spada dla wszystkich. Dzieje się tak dlatego, że zmienne koszty operacyjne PV są bliskie zeru.
Według Energy Information Administration (EIA) w 2015 roku energia słoneczna stanowiła 0,6% całkowitej produkcji energii elektrycznej w USA. Istnieją mocne dowody na to, że koszt energii słonecznej znacznie spadł i jest gotowy do dalszego szybkiego wzrostu. W zależności od lokalizacji, koszty wahają się od 1 do 25 dolarów za wat.
Na przykład w Nowym Jorku panel słoneczny o mocy 6 kW kosztuje od 6 000 do 9 000 dolarów. Zestaw solarny dla domu kosztuje od 15 000 do 25 000 dolarów. Będzie Cię również kosztować instalacja paneli. Aby dowiedzieć się więcej, sprawdź ten artykuł w magazynie Energy Futures.
Innym ważnym czynnikiem wpływającym na niski koszt PV jest to, że jest ona przyjazna dla środowiska. Solar PV jest w stanie zmniejszyć emisję do powietrza dwutlenku siarki i tlenków azotu. Emisje te stanowią zagrożenie dla zdrowia. W przeciwieństwie do paliw kopalnych, PV nie produkuje żadnego CO2. Dlatego jest to idealna technologia do wykorzystania w rozwiązaniach o ujemnej netto emisji CO2. Co więcej, PV będzie również głównym źródłem energii dla surowców chemicznych.
Dzięki tym niskim kosztom i możliwości zapewnienia niezawodnego źródła energii elektrycznej, zrównoważone dostawy energii elektrycznej z fotowoltaiki mogłyby umożliwić globalną stabilizację temperatury na poziomie 1,5 stopnia Celsjusza. Jeśli globalne temperatury pozostaną w tym zakresie, może nie będzie już więcej katastrof klimatycznych.
Energia słoneczna jest obecnie konkurencyjna w większości Stanów Zjednoczonych. Instalacje fotowoltaiczne na skalę przemysłową dostarczają dokładnych sygnałów cenowych producentom i konsumentom, przynosząc korzyści obu stronom.
Bezpieczeństwo
Systemy fotowoltaiczne są uważane za bezpieczniejszą opcję wytwarzania energii elektrycznej niż inne metody pozyskiwania energii. Jednak nadal istnieją zagrożenia związane z systemami PV i należy zapewnić bezpieczeństwo podczas instalacji i użytkowania.
Awarie systemów PV mogą powodować zapłon ognia, który może rozprzestrzeniać się na inne obszary. Ważne jest, aby ocenić systemy PV pod kątem skorodowanych kabli i luźnego okablowania oraz upewnić się, że przewód uziemiający systemu jest prawidłowo uziemiony. Strażacy powinni również nosić rękawice i buty z izolacją elektryczną, które powinny spełniać normę National Fire Protection Association z 1971 roku.
Porażenie prądem elektrycznym z instalacji PV może nastąpić w wyniku zwarcia, równoległego zwarcia łukowego lub wadliwego przewodu uziemiającego. Zagrożenie porażeniem elektrycznym związane z systemami PV jest znane od lat. Jednak nadal jest to problem i potrzeba więcej badań, aby zmniejszyć jego straty.
Jednym z najczęstszych zagrożeń pożarowych w PV jest szeregowe zwarcie łukowe, które jest wynikiem niezamierzonego przepływu prądu między dwoma przewodnikami. Łuk ten może nie być wystarczająco silny, aby wyzwolić wyłącznik, ale może prowadzić do zwarcia doziemnego.
Szkolenie w zakresie bezpieczeństwa może pomóc pracownikom nauczyć się rozpoznawać te zagrożenia i zapewnić, że system PV jest bezpieczny. Programy te powinny również obejmować częsty przegląd zasad bezpieczeństwa. Na przykład koc o wysokiej nieprzezroczystości może być stosowany w celu zminimalizowania ryzyka porażenia prądem.
Osobne zagadnienie związane z bezpieczeństwem PV dotyczy instalacji pianek do tłumienia ognia. Underwriters Laboratories twierdzi na przykład, że pianki należy stosować ostrożnie, ponieważ mogą one zakłócić generowanie energii z modułów PV.
Pomimo swojej popularności, bezpieczeństwo pożarowe PV było stosunkowo mało zbadane. W rzeczywistości tylko 3% dokumentów przejrzanych na potrzeby tego badania omawiało praktyki bezpieczeństwa strażaków podczas pożaru PV.
Badanie zidentyfikowało luki w praktykach bezpieczeństwa podczas gaszenia pożarów PV, które mogłyby pomóc strażakom w bardziej efektywnym reagowaniu na te pożary. Ponadto, wyniki badań wskazały na potrzebę stworzenia programu badawczego w celu dalszego badania tego obszaru bezpieczeństwa pożarowego. W rezultacie opracowywany jest kurs bezpieczeństwa pożarowego PV, który uczy strażaków o potencjalnych zagrożeniach i jak bezpiecznie pracować wokół systemu.
Podobne tematy
