Blog

1 stycznia, 2021

POCZĄTKI FOTOWOLTAIKI – OD CZEGO SIĘ ZACZĘŁO?

Fotowoltaika dla wielu osób jest czym nowym, choć mało kto ma świadomość, jak często z fotowoltaiki korzystaliśmy w przeszłości nie zdając sobie z tego sprawy. Dobrze nam znane podręczne kalkulatory są często wyposażone w ogniwa fotowoltaiczne do ich zasilania. W Polsce fotowoltaika przeżywa w ostatnich dwóch latach prawdziwy boom.

Jednak początki fotowoltaiki sięgają aż XIX wieku, choć wtedy nie wyglądało to jak współcześnie.

W 1839 roku francuski fizyk Alexandre Edmond Becquerel eksperymentując z elektrodami metalowymi i elektrolitem odkrył, że przewodnictwo elektryczne rośnie wraz z podświetleniem, a co za tym idzie, że niektóre materiały wytwarzają niewielkie ilości prądu elektrycznego po wystawieniu na działanie światła.

To przypadkowe odkrycie przyczyniło się do zainteresowania tematem także innych naukowców. W 1876 roku brytyjski fizyk William Grylls Adams i uczeń Richard Evans Day odkryli, że impuls elektryczny może być wytwarzany podczas ekspozycji na światło materiałów wykonanych z selenu.

W 1904 roku Albert Einstein wydał swoje dzieło, w którym opisał naturę światła i efekt fotowoltaiczny. Uczony opisał, że światło to strumień cząstek – fotonów, z których każdy niesie określoną energię – kwant energii. Foton oddziałując na elektron znajdujący się na powierzchni płytki metalowej, przekazuje mu całą swą energię. Gdy energia fotonu jest większa od energii wiązania elektronu, elektron zostaje wyrwany z powierzchni płytki i zachodzi zjawisko fotowoltaiczne. Za to odkrycie Einstein otrzymał Nagrodę Nobla, z czego mało kto zdaje sobie sprawę.

W 1916 roku Amerykanin Robert Millikan poparł teorię Einsteina, przedstawiając doświadczalny dowód istnienia zjawiska fotowoltaicznego.

Warto wspomnieć, że do rozwoju fotowoltaiki przyczynił się również nasz rodak Jan Czochralski, który w 1918 roku odkrył metodę produkcji krzemu monokrystalicznego. Osiągnięcie Polaka umożliwiło wytwarzanie monokrystalicznych ogniw słonecznych. Pierwsze ogniwo krzemowe zostało zbudowane w 1941 roku.

W 1958 roku Armia Stanów Zjednoczonych i Air Force postanowiły wykorzystać ogniwa fotowoltaiczne jako źródło zasilania dla ściśle tajnego projektu – satelitów orbitujących wokół Ziemi satelitów.

Przełom w światowym rynku energii słonecznej przyniosły dopiero lata 90-te. Wówczas powstały pierwsze autonomiczne i podłączone do sieci instalacje oraz zostały wprowadzone dotacje na budowę instalacji fotowoltaicznych w Niemczech i Japonii. W 2000 roku rozpoczęto masową produkcję paneli fotowoltaicznych.

Dzisiaj nie wyobrażamy sobie życia bez fotowoltaiki. Spotykamy ją praktycznie na każdym kroku: zasilanie znaków drogowych, zasilanie kalkulatorów, powerbanków, tablic reklamowych, słupów oświetlenia ulicznego czy parkowego…

Współcześnie, ogniwa fotowoltaiczne osiągają sprawność konwersji promieniowania słonecznego na energię elektryczną na poziomie 20%.