Fotovoltaice

Generarea energiei electrice

Lumina solara poate fi convertita in energie electrica folosind fotovoltaicele (FV), concentrarea puterii solare (CPS), si diverse tehnologii experimentale. FV au fost utilizate in principal pentru alimentarea cu energie a aplicatiilor mici si mijlocii, din calculatorul alimentat de o singura celula solara, pentru a furniza independenta caselor alimentate de un spectru fotovoltaic. Pentru generatii de scara mare, instalatiile CPS ca SEGS au fost un lucru normal, dar mai recent, instalarea unor FV-uri de multi-megawati este un lucru tot mai comun. Finalizata in 2007, de statia de putere de 14 MW in Clark County, Nevada si amplasamentul de 20 MW in Beneixama, Spania sunt caracteristicile tendintei spre centralele fotovoltaice mai mari in SUA si Europa.

Fotovoltaice 

Instalatie de 11 MW de energie solara in Serpa, Portugalia.

O celula solara, sau fotovoltaica (PV), este un dispozitiv care transforma lumina in curent utilizand efectul fotoelectric. Prima celula solara a fost construita de Charles Fritts in anii 1880. Desi prototipul cu celule de seleniu transforma mai putin de 1% din lumina incidenta in energie electrica, atat Ernst Werner von Siemens cat si James Clerk Maxwell au recunoscut importanta acestei descoperiri. In urma lucrarilor lui Russell Ohl in 1940, cercetatorii Gerald Pearson, Calvin Fuller si Daryl Chapin au creat celulele solare de silicon in 1954. Aceste prime celule solare costau 286 USD /watt si au ajuns la randamente de 4.5-6%.

Cele mai vechi aplicari semnificative de celule solare au fost ca o sursa auxiliara de energie la satelitul Vanguard I in 1958, care i-a permis sa-si continue transmisia mai mult de un an dupa ce s-a epuizat bateria chimica. Operatiunea de succes a celulelor solare in aceasta misiune a fost duplicata in mai multi sateliti sovietici si americani, si de la sfarsitul anilor 1960, FV a devenit sursa de putere stabilita pentru ei. Fotovoltaicele au jucat un rol esential in succesul comercial al primilor sateliti, cum ar fi TelStar, si raman vitale pentru infrastructura actuala de telecomunicatii.

Costurile ridicate ale celulelor solare au limitat folosirea terestra pe parcursul anilor 1960. Acest lucru s-a schimbat la inceputul anilor 1970, cand preturile au atins niveluri care fac generatia PV competitiva in zonele izolate, fara acces la retea. Utilizari initiale terestre includeau alimentarea statiilor de telecomunicatii, platforme de ulei dealungul coastei, geamandurile de navigatie si trecerile de cale ferata. Aceste aplicari independente de retea s-au dovedit de succes si au reprezentat mai mult de jumatate din capacitatea instalata in intreaga lume pana in 2004.

Criza petrolului din 1973 a stimulat o crestere rapida in productia de FV in anii 1970 si inceputul lui 1980. Economiile rezultate din productia la scara, a dus la cresterea productiei, iar impreuna cu imbunatatirile in performanta sistemului au scazut pretul FV de la 100 USD / watt in 1971 la 7 USD / watt in 1985.

Preturile petrolului aflate in continua scadere la inceputul anilor 1980 au condus la o reducere a fondurilor pentru fotovoltaice R & D si o intrerupere de credite fiscale asociate cu actul normativ a taxelor de energie din 1978. Acesti factori au moderat cresterea la aproximativ 15% pe an din 1984 pana in 1996.

De la mijlocul anilor 1990, pozitia de lider in sectorul FV s-a mutat din SUA in Japonia si Germania. Intre 1992 si 1994 Japonia a crescut finanţarea C & D, a stabilit orientari nete de contorizare, si a introdus un program de subventie pentru a incuraja instalarea de sisteme de FV rezidentiale. Ca rezultat, instalaţiile de FV in tara au crescut de la 31.2 MW in 1994 la 318 MW în 1999, si cresterea productiei la nivel mondial s-a marit cu 30% la finele anilor 1990.

Germania a devenit lider de piata la nivel mondial, de cand a revizuit sistemele sale de tarifare a alimentarii, ca parte a actului normativ a surselor regenerabile de energie.

Capacitate instalata FV a crescut de la 100 MW în 2000 la aproximativ 4150 MW la sfarsitul anului 2007. Spania a devenit cea de-a treia piata ca marime dupa adoptarea unei structuri similare a tarifului de alimentare in 2004, in timp ce Franta, Italia, Coreea de Sud si Statele Unite au inregistrat recent cresteri rapide, ca urmare a diferitelor programe de incurajare si a conditiilor de pe piata locala.