Czy Słońce zasili Ziemię?

Słońce to źródło energii, które jest niezbędne do życia praktycznie wszystkich organizmów na Ziemi. Rośliny potrzebują światła słonecznego, aby rosnąć. Zwierzęta, w tym ludzie, potrzebują roślin jako pożywienia i wytwarzanego przez nie tlenu. Bez ciepła słonecznego Ziemia zamarzłaby. Nie byłoby wiatrów, prądów oceanicznych, chmur…a więc i obiegu wody. To podstawowe potrzeby jakie zaspokaja promieniowanie słoneczne.

Z biegiem czasu, ludzie zaczęli wykorzystywać słońce do innych celów, jednym z nich jest produkcja energii elektrycznej. Początki fotowoltaiki sięgają pierwszej połowy XIX wieku. Jednak największą popularność, zwłaszcza wśród indywidualnych użytkowników zyskała dopiero na przestrzeni ostatnich 10 lat. Od tego czasu energetyka słoneczna dynamicznie się rozwija, wkraczając w nowe branże i gałęzie przemysłu. Czy to oznacza, że czeka nas świetlana przyszłość z powszechnym dostępem do darmowej, ekologicznej energii? Czy Ziemia mogłaby być zasilana wyłącznie przez Słońce?

Jedynie 0,02% mocy…

Choć oddalone jest od Ziemi o niemal 150 mln kilometrów, w ciągu jednej godziny, Słońce wysyła na naszą planetę taką ilość energii, którą świat zużywa w ciągu roku! Promieniowanie które dociera do Ziemi wynosi 89 petawatów. Moc energii słonecznej wykorzystywana przez ludzi stanowi około 18 terawatów, jest to około 0,02% mocy promieniowania słonecznego. Nieco więcej bo ok. 0,1% wykorzystują rośliny do procesu fotosyntezy. Ogromne pokłady energii są więc niewykorzystywane.

Ile paneli fotowoltaicznych zasili cały świat?

Według wyliczeń Nadine May z Uniwersytetu Technicznego w Brunszwiku, wynika, że gdyby panele fotowoltaiczne pokryły około 80 tysięcy kilometrów kwadratowych Ziemi, energii elektrycznej wystarczyłoby dla całego świata. By pokryć zapotrzebowanie Europy, konieczna byłaby budowa farmy o wielkości 15,6 tys. kilometrów kwadratowych*.

Oczywiście są to dane szacunkowe bo potrzeby energetyczne świata rosną, ale rośnie także wydajność paneli fotowoltaicznych, które z coraz mniejszej powierzchni produkują coraz więcej energii. Nie mniej jednak, jest to jak najbardziej możliwe, a nawet konieczne. Dlaczego?

Złoża paliw kopalnych kurczą się w szybkim tempie i kiedyś ich zabraknie. Nie jest to perspektywa kilkudziesięciu lat, a dłuższa, ale pewne jest to, że się skończą. Alternatywą, może być wykorzystanie potencjału energii słonecznej, która jest niewyczerpywalna. Szacuje się, że wszystkie istniejące na Ziemi złoża węgla, ropy naftowej i gazu ziemnego zawierają łącznie około 430 ZJ energii, co odpowiada energii jaka dociera ze Słońca do Ziemi w ciągu 56 dni!

Nie tylko na dachu

Energetyka słoneczna jest prężnie rozwijająca się gałęzią przemysłu. Obecność paneli fotowoltaicznych w krajobrazie staje się coraz częstszym widokiem. Fotowoltaika zasila gospodarstwa domowe, firmy, infrastrukturę miejską. Jednak coraz częściej ogniwa fotowoltaiczne wykorzystywane są np. w urządzeniach elektronicznych.

Przyszłością są drukowane ogniwa perowskitowe, słowem, perowskity – ultracienkie, lekkie i elastyczne. Technologia wynaleziona przez polską fizyczkę Olgę Malinkiewicz, to innowacyjne ogniwa fotowoltaiczne pozwalające generować energię zarówno ze słońca, jak i ze sztucznego światła, dzięki czemu mogą znaleźć zastosowanie dosłownie wszędzie.

Dzięki technologii produkcji ogniw perowskitowych, urządzenia IoT, takie jak kamery monitoringu, drony, urządzenia smart home i inne, mogą zyskać niezależne źródło zasilania. Ogniwa perowskitowe mogą również służyć za źródło energii dla sektorów BIPV, BAPV, e-mobilności i wielu innych. Możliwości są nieograniczone, prąd ze słońca może zasilać wszystkie urządzenia wymagające energii elektrycznej. 

Wykorzystanie energii słonecznej do “zasilania Ziemi” ma wiele zalet. Podczas produkcji prądu z fotowoltaiki nie powstają szkodliwe substancje, system jest w pełni bezpieczny, a jego żywotność szacowana jest na dziesiątki lat. Wykorzystanie darmowej energii ze słońca jest nie tylko szansą na ochronę klimatu, ale także zaopatrzenie w energię elektryczną osób dotkniętych ubóstwem energetycznym. 

*Eco-balance of a Solar Electricity Transmission from North Africa to Europe, 2005 – Nadine May