Światowy rozwój fotoogniw


Zainteresowanie systemami fotowoltaicznymi (PV) na świecie szybko wzrasta ze względu na to, że przetwarzają one promieniowanie słoneczne bezpośrednio na energię elektryczną, bez ubocznej produkcji zanieczyszczeń, hałasu i innych czynników wywołujących niekorzystne zmiany środowiska. Produkcja i montaż modułów drugiego najszybciej rosnącego odnawialnego źródła energii (po elektrowniach wiatrowych) w latach 2014÷2015 w UE, zwiększyła się w sumie z 87341,5 MW do 94567,9 MW.
Około 50% rynku światowego jest ulokowane w zastosowaniach niepołączonych do sieci elektroenergetycznej, takich jak telefony awaryjne, stacje telekomunikacyjne, pompy wody itp., gdzie jedyną alternatywą są kosztowne systemy z generatorami dieslowymi lub baterie akumulatorów. Zastosowania w urządzeniach powszechnego użytku, takich jak: zegarki, kalkulatory, wykorzystują 20% zainstalowanej mocy. Obecny gwałtowny wzrost produkcji PV, związany jest z jego zastosowaniami, m.in. do zasilania domów w energię elektryczną (pozostałe 30%). Systemy fotowoltaiczne mają ogromny potencjał do zasilania urządzeń na obszarach niepołączonych jeszcze do sieci elektroenergetycznej. Ocenia się, że ok. kilka milionów gospodarstw domowych na całym świecie, korzysta obecnie z systemów fotowoltaicznych do pokrycia większości lub całości swojego zapotrzebowania na energię elektryczną.
duży uprzemysłowionych, kładziony systemów fotowoltaicznych podłączonych elektroenergetycznej on-grid), ponieważ zapewniają one najwyższy potencjał na długofalową redukcję zużycia paliw kopalnych i zmniejszenie emisji dwutlenku węgla.

Do końca roku 2015, moc zainstalowanych fotoogniw u naszego zachodniego sąsiada wyniosła ok. 39762,8 MW (w całej UE – 94567,9 MW), wyprodukowały 38 TWh energii, co stanowiło ok. 3,4% całkowitego zapotrzebowania na energię elektryczną. W ramach reformy prawa EEG, które weszło w życie 1 sierpnia 2014 roku, postanowiono, że nastąpi koncentracja na najbardziej obiecujących technologiach, takich jak energetyka słoneczna oraz energetyka wiatrowa i nastąpi opodatkowanie każdej wyprodukowanej kWh na potrzeby własne. Elektrownia PV koło Lipska wybudowana w roku 2010 o mocy 40 MW kosztowała 180 mln euro. Uzyskuje się w niej 970 kWh energii rocznie z 1 kW zainstalowanej mocy. Cena 1 kWh energii elektrycznej, to ok. 0,11 euro. W roku 2014 niemiecka branża fotowoltaiczna zatrudniała ok. 49 000 pracowników.
Od roku 2006 w Hiszpanii wprowadzono obowiązek instalowania systemów PV dla wszystkich obiektów użyteczności publicznej o mocy pobieranej z sieci powyżej 6,25 kW. Centra handlowe obowiązkowo instalują systemy, gdy pobierają moc z sieci powyżej 50 kW. Szacuje się, że roczny przyrost (2007/2008) instalacji PV wyniósł ok. 2080 MW. Do końca 2015 roku zainstalowano 4920,2 MW mocy w instalacjach fotowoltaicznych i otrzymano ok. 8,3 TWh energii. Rząd pracuje nad wprowadzeniem prawa, które opodatkowałoby produkcję energii na potrzeby własne w instalacjach fotowoltaicznych.

Również Włochy, ze względu na duże nasłonecznienie i wsparcie finansowe rządu, dynamicznie rozwijają montaż instalacji solarnych. Do roku 2015 zainstalowano tam urządzenia fotowoltaiczne o mocy 18924,0 MW, a jeszcze w roku 2009 moc urządzeń PV wynosiła tylko 1154 MW.
Nasz południowy sąsiad Czechy poprzez dotacje do instalacji PV, spowodowały, że w roku 2010 zamontowano aż 1489,8 MW mocy fotoogniw. W sumie posiadają instalacje PV o mocy 2083,4 MW.
Według raportu The EurObserv’ER barometer łączna moc zainstalowanych w 2015 roku instalacji fotowoltaicznych na świecie wyniosła ok. 277,0 GW, podczas gdy elektrowni wiatrowych ok. 432,6 GW.
Prognozy wskazują, że w 2030 roku energetyka wiatrowa może osiągnąć ok. 17% udział w całkowitych globalnych mocach wytwórczych (obecnie około 5%), natomiast energetyka słoneczna ok. 16% (obecnie ok. 2%)
Program europejski, obejmujący instalacje PV, rozwija się dynamicznie ze względu na to, że posiada silne poparcie finansowe i polityczne, aby zrealizować swoje ambitne cele. Niemcy, Holandia, Włochy, Czechy realizują na szeroką skalę również plany instalacji systemów PV na domach jednorodzinnych, budynkach użyteczności publicznej, na dachach budynków fi rm. Szacuje się, że przemysł fotowoltaiczny stworzy do 2020 r. ok. 220 000 miejsc pracy.[207] Średnio na tysiąc mieszkańców UE przypada 186,1. W mocy zainstalowanej w fotoogniwa, w Niemczech – 489,8, Czechach – 197,7, Polsce – 3,8. Gwałtowny wzrost zapotrzebowania rynku na systemy fotowoltaiczne przyśpieszył inwestowanie w nowoczesne technologie słoneczne w ostatnich dwóch latach.

Krytycy fotoogniw zwracają uwagę na fakt, że nie jest wcale oczywiste, czy ilość uzyskiwanej z fotoogniw energii elektrycznej przekracza koszty związane z ich produkcją. Wprawdzie samo wytwarzanie energii jest ekologicznie czyste, ale przygotowanie krzemu do produkcji fotoogniw, jego rafinacja przebiega w bardzo wysokich temperaturach, są więc procesami energochłonnymi i powodują powstawanie dużych ilości odpadów. Fakty są następujące: do wytworzenia fotomodułu o mocy 100 W, zużywa się ok. 1 kg krzemu. Do produkcji 1 kg monokryształów krzemu zużywa się ok. 100 kWh energii. Aby wyprodukować fotoogniwo o mocy 100 W dodatkowe materiały, transport, logistyka itd., niezbędne do jego produkcji, pochłoną ok. 200 kWh energii. Moduł 100 W wytwarza rocznie ok. 100 kWh energii elektrycznej. Na podstawie powyższej analizy można stwierdzić, że dopiero po trzech latach, energia z fotoogniw, zaliczana może być do czystej. Produkcja 1 kWh energii w elektrowniach węglowych, powoduje emisję jednego kilograma CO2 do atmosfery. Jak wynika z powyższego stwierdzenia, w energetyce konwencjonalnej okres, gdy energia konwencjonalna może być zaliczana do czystych, wynosi ok. 1 roku, atomowej ok. 5 lat. Zupełnie inaczej wygląda porównanie z biodieslem. Z 1 ha obsianego rzepakiem uzyskuje się plon wynoszący ok. 3 tony. Można z niego wyprodukować ok. 1000 litrów oleju rzepakowego. Energia 1 litra biodiesla wynosi ok. 10 kWh, odpowiada to 10 000 kWh z 10 000 m2 lub 1 kWh/m2/rok. Po porównaniu tych dwóch wartości: 100 kWh/rok z fotomodułu i 1 kWh/rok z biodiesla, można stwierdzić, że energia fotowoltaiczna uzyskana z 1 m2 jest 100 razy wyższa niż z biodiesla.

 

 

Źródło: Copyright by: mgr inż. Izabela Góralczyk, prof. h. c. dr inż. Ryszard Tytko FOTOWOLTAIKA – Urządzenia, instalacje fotowoltaiczne i elektryczne Kraków 2016