Historia stosowania fotowoltaiki

Fotowoltaika to dziedzina nauki, która zajmuje się opracowywaniem zagadnienia pozyskiwania energii elektrycznej z promieni słońca. Jej stały rozwój w dzisiejszych czasach jest związany z coraz większym znaczeniem postaw ekologicznych, chęci znalezienia wydajnego, alternatywnego dla paliw kopalnianych, źródła pozyskiwania dużych ilości energii oraz uzyskania przy tym znacznych korzyści finansowych. Historia fotowoltaiki jest już bardzo długa. Jej początków można się doszukiwać już na początku XX wieku. W naszym dzisiejszym wpisie na blogu przedstawimy Państwu najważniejsze momenty w historii fotowoltaiki, które miały wpływ na kształt tej branży w czasach obecnych. 

 

Jakie były początki fotowoltaiki?

Początków fotowoltaiki należy szukać już na samym początku XX wieku. Wtedy to niemiecki fizyk Philipp Eduard Anton von Lenard, który był m.in. profesorem Uniwersytetu Śląskiego we Wrocławiu, rozpoczął badania nad zjawiskiem fotoelektrycznym i udowodnił, że zjawisko fotoelektryczne nie występuje poniżej określonej częstotliwości fali świetlnej, oraz że maksymalna energia fotoelektronów nie jest wcale zależna od natężenia fali świetlnej. W roku 1905 zdobył nawet za swoje pracę Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki. Równocześnie z von Lenardem nad wyjaśnieniem zjawisk fotoelektrycznych pracował Albert Einstein, który doszedł do wniosku, że poszczególne kwanty światła, czyli fotony, rozchodzą się w przestrzeni w taki sam sposób jak cząsteczki materii i że zetknięcie się fotonów z elektronami w metalach może spowodować ich wchłonięcie przez elektrony. Za dokładne wyjaśnienie tego zjawiska Einstein także odebrał Nagrodę Nobla w 1921 roku.

 

Polski wkład w rozwój fotowoltaiki

Bardzo duży wkład w rozwój fotowoltaiki włożył także polski uczony Jan Czochralski, który odkrył metodę pomiaru szybkości krystalizacji metali, a potem opracował skuteczną metodę wytwarzania ich monokryształów. W latach 20. opracował również metodę produkcji monokryształów krzemu, które obecnie są stosowane do produkcji paneli fotowoltaicznych.

 

Wytworzenie pierwszych modułów fotowoltaicznych

Czochralskiemu niestety nie było dane doczekać wykorzystania opracowanej przez siebie metody wytwarzania kryształków krzemu w fotowoltaice. Zmarł zaledwie rok przed ich wytworzeniem w 1954 roku. Tworzone wtedy moduły miały charakter testowy. Charakteryzowały się jeszcze bardzo niską wydajnością, która wynosiła zaledwie 4%. Przez następne 60 lat postępy w fotowoltaice będą wyrażane właśnie m.in. poprzez użycie tego parametru.

Znaczny postęp nastąpił już w 1958 roku. Wtedy to NASA użyła opracowanych przez siebie paneli fotowoltaicznych, o mocy już 9%, do zasilania sztucznych satelitów. Oczywiście ówczesna technologia nie była jeszcze przeznaczona do powszechnego zastosowania. Tamte panele były jeszcze bardzo drogie w wytwarzaniu i cały czas charakteryzowały się zbyt niską wydajnością.

 

Lata 70. ważne dla rozwoju fotowoltaiki

Początków szerszego zastosowania technologii fotowoltaicznej należy szukać w latach 70. ubiegłego wieku. Po zauważalnym obniżeniu kosztów paneli fotowoltaicznych znalazły one praktyczne zastosowanie m.in. na platformach wiertniczych oraz przy zasilaniu świateł nawigacyjnych na morzach, a później także świateł sygnalizacyjnych na kolei. Ciekawe doświadczenie przeprowadziła NASA w 1978 roku, kiedy zastosowała fotowoltaikę do zapewnienia energii elektrycznej w małej, składającej się zaledwie z 15 domów, indiańskiej wiosce.

W latach 80. stale pracowano nad zwiększeniem wydajności paneli fotowoltaicznych oraz nad obniżeniem ich kosztów. Wtedy jeszcze fotowoltaika nie była stosowana do zapewniania energii w gospodarstwach domowych, ale za to testowano jej możliwości w transporcie. W 1981 roku Brytyjczykowi Paulowi McCready udało się przelecieć nad kanałem La Mache skonstruowanym przez siebie samolotem, który był napędzany właśnie energią fotowoltaiczną. Rok później w Australii skonstruowano samochód, który napędzany energią pozyskaną ze słońca w ciągu 20 dni przejechał trasę 2000 mil. Pod koniec lat 80. wydajność ogniw fotowoltaicznych sięgała już 20%, co miało znaczny wpływ na chęci dalszego inwestowania w możliwości ich praktycznego zastosowania. 

 

Fotowoltaika współcześnie

W XXI wieku fotowoltaika znajduje już zastosowanie przede wszystkim jako sposób na pozyskiwanie taniej energii elektrycznej z odnawialnych źródeł. Panele fotowoltaiczne są coraz chętniej stosowane zarówno przez prywatnych inwestorów, jak i przez firmy czy jednostki samorządów terytorialnych. Można przypuszczać, że w ciągu najbliższych kilkunastu lat, energia fotowoltaiczna wraz z innymi ekologicznymi sposobami jej pozyskiwania w jeszcze większym stopniu zastąpią energię pozyskiwaną z paliw kopalnianych.