Prąd ze słońca jest atrakcyjnym źródłem energii. W Polsce niedługo osiągniemy 2 000 MW energii z mikroinstalacji. Wielu z nas fotowoltaika kojarzy się z panelami na dachu domu, które dostarczają prąd do wykorzystania. Moduły fotowoltaiczne są jednak wykorzystywane na najróżniejsze sposoby. Rozwój tej technologii pozwala nam na wykorzystywanie jej w różnych obszarach, które nie są takie oczywiste. Opisujemy kilka ciekawych zastosowań modułów – od rolnictwa po architekturę i motoryzację.  

Czy panele fotowoltaiczne mogą zwiększyć plony? 

Okazuje się, że jest to możliwe!

Niemiecki instytut Fraunhofer ISE przeprowadził badania, mające na celu porównanie plonów z miejsca, gdzie zamontowano nad uprawami panele fotowoltaiczne z terenami bez instalacji. Jednoczesne wykorzystanie ziemi pod uprawy rolne oraz do produkcji energii słonecznej określono terminem agrofotowaltaika (APV).

System agrofotowoltaiczny w Heggelbach w Niemczech. Źródło: ISE Fraunhofer

Podczas realizacji tego projektu zostały zainstalowane na 5-metrowych konstrukcjach dwustronne moduły. Celem instalacji była produkcja energii przy jednoczesnym zaoszczędzeniu przestrzeni na instalację oraz zwiększenie plonów. Sprawdzono zbiory koniczyny, ziemniaków, selera i pszenicy ozimej. Między innymi, w 2018 roku prowadzono badania dotyczące efektów uprawy. Najlepszy wynik osiągnięto w przypadku upraw selera, którego zbiory były wyższe o 12 proc. w porównaniu do zbiorów z referencyjnej uprawy. Zbiory pszenicy ozimej były wyższe o 3 proc., natomiast zbiory koniczyny były niższe o 8 proc. 

Dlaczego zbiory były większe? Dzięki zacienieniu ziemia uprawna utrzymywała dłużej wilgotność, dlatego to rozwiązanie może pomóc w miejscach, gdzie panuje susza i upały. Oprócz tego gospodarstwo zyskuje energię elektryczną do wykorzystania bez dodatkowego miejsca na posadowienie instalacji.

Niemiecki instytut Fraunhofer ISE zapowiedział, że będzie pracował nad optymalizacją technologii APV, w celu wykorzystania jej w krajach, w których ogromną barierą w rozwoju rolnictwa są niekorzystne warunki atmosferyczne – susze i upały. W tym celu zostały przeprowadzone wstępne badania w indyjskim stanie Maharashtra, gdzie dzięki zacienieniu oraz utrzymaniu znacznie większej wilgotności gruntów uprawnych udało się zwiększyć uprawę pomidorów i bawełny o około 40 procent. 

Więcej informacji na stronie instytutu Fraunhofer.

A może zamiast gruntu wykorzystać wodę?

Pływające instalacje fotowoltaiczne już istnieją, a w Japonii przeprowadzono badania, które wskazują, że uzyski takich rozwiązań są większe niż na gruncie. Wysokie temperatury powodują spadek wydajności ogniw, a umieszczenie ich na wodzie pozwala na lepsze chłodzenie całej instalacji.

Pilotażowy montaż paneli na wodzie w Łapinie. 

 W Polsce już niedługo również będziemy mogli zobaczyć pływającą farmę fotowoltaiczną. Innowacyjny projekt instalacji paneli fotowoltaicznych na wodzie był pilotażowo wdrażany w zbiorniku przy elektrowni wodnej w Łapinie. Badano czy takie posadowienie instalacji wpłynie na poprawę ich efektywności i zwiększenie poziomu generowanej energii. Teraz, po pomyślnie realizowanym pilotażowym programie, inwestor zamierza wdrażać tą technologię w Polsce. Jak wynika z analizy jej zastosowania, przeniesienie paneli PV na wodę pozwala istotnie zwiększyć wielkość wyprodukowanej energii elektrycznej.

Fasady produkujące prąd

Siedziba Fronius w Gliwicach. Źródło: Fronius

Panele fotowoltaiczne zintegrowane architektonicznie, również o nazwie “Solarna Architektura” lub “BIPV” (Zintegrowany Budynek Fotowoltaiczny), są definiowane jako instalacje tych paneli fotowoltaicznych, które sprawują podwójną funkcję; energetyczną i architektoniczną. W technologii BiPV moduły fotowoltaiczne funkcjonują jako integralny komponent fasady budynku. Generując energię prosto ze słońca, chronią przed warunkami atmosferycznymi, regulują przepływ energii przez przegrodę, a także tworzą oryginalną estetykę. Stają się zatem innowacyjnym i wszechstronnym tworzywem budowlanym.

Świetliki to elementy architektury jak sama nazwa wskazuje mają za zadanie doświetlać wnętrza obiektów i do tej pory było to ich i główne zadanie. Obecnie dzięki rozwojowi innowacyjnych technologii ogniw fotowoltaicznych mogą one również produkować prąd. Kolejnym zastosowaniem ogniw w architekturze są balustrady szklane. Ich szyk i elegancja wspaniale wkomponowuje się zarówno w nowoczesny jak i tradycyjny styl budownictwa. Zalaminowane pomiędzy dwoma warstwami szkła ogniwa fotowoltaiczne czynią z balustrady szklanej moduł fotowoltaiczny. Bogata gama kolorystyczna folii, szkła i ogniw fotowoltaicznych stosowanych w szklanych balustradach, pozwala spełnić najbardziej wyszukane wizje architektów i nadać budynkom nowych walorów estetycznych. 

Czemu samochody elektryczne nie mają wbudowanych ogniw fotowoltaicznych?

Pomysł umieszczenia ogniw fotowoltaicznych na samochodach elektrycznych nie jest nowy, jednak jeszcze musimy poczekać na rozwiązanie, które będzie opłacalne dla firm i konsumentów. Tesla zrezygnowała z takiego rozwiązania, ponieważ było ono nieopłacalne – ogniwa nie produkowały wystarczająco dużo energii, aby dawały znaczącą różnicę w zasięgu. Początkowo mogliśmy jedynie obserwować projekty start-upów, które tworzyły takie samochody, lecz powoli to ulega zmianie. Sprawność ogniw rośnie, dzięki czemu produkują one więcej energii, a co za tym idzie możemy więcej przejechać na wyprodukowanym prądzie ze słońca. Fotowoltaika tanieje, a większe koncerny zaczynają pracować nad projektami takich samochodów. 

Testowy model samochodu z ogniwami solarnymi Toyota Prius PHV. Źródło: Toyota

Obecnie Toyota rozpoczęła testy nowej odmiany ogniw solarnych opracowanych przez Sharpa – cieńszych i bardziej wydajnych (powyżej 34%). Na dodatek japoński producent obłożył nimi nie tylko dach, ale także maskę i tylną szybę samochodu.  Efekt okazał się niesamowity. Zapas zgromadzony w ciągu całego dnia ładowania energią słoneczną pozwala na przejechanie 44,5 km, a jeśli samochód nie stoi na parkingu, ale porusza się (czyli włączają się systemy odzyskiwania energii) – nawet 56,3 km.

40–50 km to więcej, niż pokonuje dziennie znaczna część kierowców wykorzystujących samochód w celu dojazdu do pracy. Przekroczona została zatem technologiczna, a zarazem psychologiczna bariera, poza którą możliwe staje się codzienne wykorzystywanie samochodu elektrycznego bez dodatkowego ładowania, jeżeli warunki są sprzyjające. Nie możemy zapominać, że fotowoltaika potrzebuje energii ze słońca – dlatego w bardziej słonecznych krajach to rozwiązanie będzie zdecydowanie lepiej działać.

Planujesz zainwestować w fotowoltaikę? Z chęcią Ci pomożemy ze wszystkimi formalnościami i doborem idealnego sprzętu dla Ciebie!