Κάθε μήνα, χωρίς αποτυχία, ένας λογαριασμός βυθίζεται στις τσέπες όλων των Αμερικανών για να πάρει το μερίδιό του από τα μετρητά που κερδίζουν με κόπο: τον λογαριασμό ρεύματος. Το ενεργειακό κόστος είναι σε συνεχή ανοδική τάση χωρίς τέλος. Καθώς το κόστος των ηλεκτρικών ειδών αυξάνεται υψηλότερα, βρίσκουμε μια πιο οικονομική εναλλακτική με το να εστιάσουμε στον ήλιο, ή πιο συγκεκριμένα, στην ηλιακή ενέργεια. Το θεμέλιο της ηλιακής ενέργειας έχει τις ρίζες του στις καθημερινές χρήσεις των ανθρώπων από την λίθινη εποχή, αλλά τα προηγμένα εργαλεία μας δεν επέτρεψαν μέχρι πρόσφατα στους ανθρώπους να αξιοποιήσουν τη δύναμή της ως βιώσιμη πηγή ενέργειας. Η πρόοδος της τεχνολογίας επηρεάζει άμεσα το κόστος της ηλιακής ενέργειας που έχει οδηγήσει σε απότομη πτώση της. Για να κατανοήσουμε καλύτερα αυτήν την έννοια, είναι συνετό να διερευνήσουμε από πού ξεκίνησε η ηλιακή ενέργεια και πώς έχει εξελιχθεί στη σημερινή της θέση σήμερα ως μία από τις κορυφαίες εναλλακτικές πηγές ενέργειας.
Παίζοντας με τη Φωτιά και Πρώιμες Χρήσεις Ηλίου
Η αξιοποίηση της ενέργειας του ήλιου έχει μπερδέψει τον άνθρωπο εδώ και χιλιάδες χρόνια. Τον 7ο αιώνα π.Χ. οι άνθρωποι χρησιμοποιούσαν μεγεθυντικούς φακούς για να ανάβουν φωτιές. Φλεγόμενοι καθρέφτες, όπως τους αποκαλούσαν οι Έλληνες, χρησιμοποιούνταν για να ανάβουν θρησκευτικές τελετουργικές δάδες. Οι Ρωμαίοι χρησιμοποιούσαν κατοικίες με νότιο προσανατολισμό με μεγάλα γυάλινα παράθυρα για να δημιουργήσουν αποτελεσματικά πρώιμα λουτρά. Πιο πρόσφατα, το 1800 αναπτύχθηκαν ατμομηχανές με ηλιακή ενέργεια για ατμόπλοια.
Από την αρχαιότητα, ο ήλιος ήταν ο σύμμαχός μας στην αναζήτηση μιας άφθονης πηγής ενέργειας για να τροφοδοτήσει τη ζωή μας. Μόλις το έτος 1839 ο Edmond Becquerel ανακάλυψε ένα φαινόμενο που θα ωθούσε την ανθρωπότητα στο μέλλον: Το Φωτοβολταϊκό Φαινόμενο. Ο Bacquerel, σε ηλικία δεκαεννέα ετών, ανακάλυψε ότι όταν εκθέτει ορισμένα υλικά στο ηλιακό φως θα μπορούσε να δημιουργήσει ένα ασθενές ηλεκτρικό ρεύμα. Αυτό έγινε η βάση για την οποία ένα ηλιακό κύτταρο μετατρέπει το ηλιακό φως σε ηλεκτρική ενέργεια και θα μας οδηγούσε στην πορεία προς την καινοτόμο έκρηξη της ηλιακής τεχνολογίας που βιώνουμε σήμερα.
Το 1873, ο Willoughby Smith ανακάλυψε ότι το σελήνιο είχε φωτοαγώγιμη δυνατότητα, οδηγώντας στην ανακάλυψη του William Grylls Adams και του Richard Evans Day το 1876 ότι το σελήνιο δημιουργεί ηλεκτρισμό όταν εκτίθεται στο ηλιακό φως. Λίγα χρόνια αργότερα, το 1883, ο Τσαρλς Φριτς παρήγαγε πραγματικά τα πρώτα ηλιακά κύτταρα κατασκευασμένα από γκοφρέτες σεληνίου – ο λόγος που ορισμένοι ιστορικοί αποδίδουν στον Φριτς την πραγματική εφεύρεση των ηλιακών κυψελών.
Τα πρώτα ηλιακά πάνελ εγκαταστάθηκαν από τον Τσαρλς Φριτς σε μια ταράτσα της Νέας Υόρκης το 1884. Εκείνη την εποχή, ο ρυθμός μετατροπής ενέργειας 1 έως 2 τοις εκατό αυτών των πάνελ ήταν πρωτοποριακός, αλλά είναι μικροσκοπικοί σε σύγκριση με τη σημερινή απόδοση, η οποία κυμαίνεται από 15 στο 30 τοις εκατό. Το κατόρθωμα αντιπροσώπευε ένα επαναστατικό σκαλοπάτι για την καινοτομία των φωτοβολταϊκών ηλιακών πάνελ στην Αμερική.
Ωστόσο, οι ηλιακές κυψέλες όπως τις γνωρίζουμε σήμερα κατασκευάζονται με πυρίτιο και όχι από σελήνιο. Ως εκ τούτου, ορισμένοι θεωρούν ότι η αληθινή εφεύρεση των ηλιακών συλλεκτών συνδέεται με τη δημιουργία του φωτοβολταϊκού στοιχείου πυριτίου (PV) από τους Daryl Chapin, Calvin Fuller και Gerald Pearson στα Bell Labs το 1954. Πολλοί υποστηρίζουν ότι αυτό το γεγονός σηματοδοτεί την αληθινή εφεύρεση της τεχνολογίας φωτοβολταϊκών επειδή ήταν η πρώτη περίπτωση μιας ηλιακής τεχνολογίας που μπορούσε πραγματικά να τροφοδοτήσει μια ηλεκτρική συσκευή για αρκετές ώρες της ημέρας. Το πρώτο ηλιακό στοιχείο πυριτίου θα μπορούσε να μετατρέψει το ηλιακό φως με απόδοση 4%, λιγότερο από το ένα τέταρτο της σύγχρονης ικανότητας κυψελών.
Το εκσυγχρονισμένο ηλιακό κύτταρο
Η προσαρμογή αυτού του εκσυγχρονισμένου φωτοβολταϊκού στοιχείου με χρήση πυριτίου δημιούργησε ένα τσουνάμι επιρροών για την τεχνολογία που απολαμβάνουμε σήμερα. Μόλις τέσσερα χρόνια μετά την ανάπτυξη της φωτοβολταϊκής κυψέλης πυριτίου, χρησιμοποιήθηκε στο διάστημα. Το 1958, ο δορυφόρος Vanguard I χρησιμοποίησε ένα μικροσκοπικό πάνελ ενός Watt για να τροφοδοτήσει τα ραδιόφωνά του. Στη συνέχεια, το 1964, η NASA ήταν υπεύθυνη για την εκτόξευση του πρώτου διαστημικού σκάφους Nimbus, ενός δορυφόρου ικανού να τρέχει εξ ολοκλήρου σε μια ηλιακή συστοιχία 470 watt με την αντίστοιχη κατανάλωση ενέργειας ενός σύγχρονου μπλέντερ. Το 1966, η NASA εκτόξευσε το πρώτο Περιφερειακό Αστρονομικό Παρατηρητήριο στον κόσμο, που τροφοδοτείται από εγκατάσταση ενός κιλοβάτ, καθιστώντας το χίλιες φορές ισχυρότερο από τον δορυφόρο Vanguard I.
Μετά την ενεργειακή κρίση της δεκαετίας του 1970, το Κογκρέσο των Ηνωμένων Πολιτειών ψήφισε τον Νόμο για την Έρευνα, Ανάπτυξη και Επίδειξη ηλιακής ενέργειας, τοποθετώντας την ομοσπονδιακή κυβέρνηση να επωφεληθεί από τις πρόσφατες εξελίξεις στην ηλιακή ενέργεια. Ο στόχος ήταν να γίνει η ηλιακή ενέργεια βιώσιμη και οικονομικά προσιτή και να προωθηθεί στο κοινό. Στη συνέχεια, το 1973 το πρώτο ηλιακό σπίτι, το „Solar One“ κατασκευάστηκε από το Πανεπιστήμιο του Ντέλαγουερ. Το σύστημα λειτούργησε πλήρως με υβριδική παροχή ηλιακής θερμικής και ηλιακής φωτοβολταϊκής ισχύος. Το σπίτι διέθετε επίσης το πρώτο κτίριο με ολοκληρωμένα φωτοβολταϊκά (BIPV). Αυτό σήμαινε ότι τα ηλιακά πάνελ δεν είχαν εγκατασταθεί στην οροφή, αλλά στην πραγματικότητα ήταν η οροφή. Μια ηλιακή ενσωματωμένη στέγη είναι παρόμοια με το πρόσφατο οικιακό ηλιακό έργο που δημιούργησε η Tesla, αλλά αυτό συνέβη πριν από σαράντα πέντε χρόνια!
Το έτος 1981 είχε ένα σημαντικό επίτευγμα όταν το Solar Challenger, το πρώτο αεροπλάνο με ηλιακή ενέργεια, κατασκευάστηκε από τον Paul Macready. Ο Macready μπόρεσε να πετάξει το αεροπλάνο αποκλειστικά από ηλιακή ενέργεια κατά μήκος της Μάγχης από τη Γαλλία στο Ηνωμένο Βασίλειο Αυτή η ιστορική χρονική στιγμή ξεκίνησε τις πρωτοβουλίες που οδήγησαν στο επόμενο σημαντικό φαινόμενο πτήσης το 1988 που ονομάζεται Pathfinder. Το Pathfinder ήταν ένα τηλεκατευθυνόμενο ηλιακό αεροπλάνο που θα έκανε ρεκόρ υψομέτρου 80.000 ποδιών. Η NASA θα συνέχιζε να καταρρίπτει αυτό το ρεκόρ το 1991 με ένα αεροσκάφος χωρίς πύραυλο να φτάνει τα 96.000 πόδια.
Ο Ηλιακός Αιώνας
ο Έκπτωση φόρου ηλιακής επένδυσης του 2006 έχει αποδοθεί σε μεγάλο βαθμό στην πενήντα τοις εκατό μέσο ετήσιο ρυθμό ανάπτυξης της ηλιακής βιομηχανίας την τελευταία δεκαετία. Αυτή η τελευταία δεκαετία έδειξε επίσης μια απόλυτη πτώση 70 τοις εκατό στο κόστος εγκατάστασης. Καθώς το κόστος που σχετίζεται με τις ηλιακές προσπάθειες συνεχίζει να μειώνεται, η προσπάθεια για την προώθηση της ηλιακής ενέργειας έχει αυξηθεί και μαζί της η αισθητική του φυσικού εξοπλισμού. Συνοδεύοντας τη μειωμένη επιβάρυνση για το πορτοφόλι σας και το περιβάλλον έρχονται και οι ογκώδεις ηλιακοί συλλέκτες σε ταράτσες κατοικιών. Ορισμένες εταιρείες έχουν καταφέρει έναν τρόπο να παρέχουν τα ίδια πλεονεκτήματα των παραδοσιακών βαρετών πάνελ με μια χαμηλού προφίλ αισθητική που δεν επηρεάζει την ελκυστικότητα του περιορισμού. Αυτή η τεχνολογία Ολοκληρωμένων Φωτοβολταϊκών Κτιρίων ή BIPV ενσωματώνεται απευθείας σε ήδη υπάρχοντα πλακάκια στέγης ή βότσαλα. Για παράδειγμα, το Tesla Solar Roof ενσωματώνει ηλιακές κυψέλες στους πραγματικούς έρπητα ζωστήρα στην οροφή. Οι εταιρείες ηλιακής ενέργειας ελπίζουν να φέρουν την εναλλακτική ενέργεια στην επικρατούσα τάση, αφαιρώντας τις αισθητικές ανησυχίες που μπορεί να έχουν οι ιδιοκτήτες σπιτιού,
Μια άλλη επανάσταση που συμβαίνει αυτή τη στιγμή στον κλάδο της ηλιακής ενέργειας μετά από απότομες μειώσεις του κόστους είναι τα πλωτά ηλιακά πάρκα. Τα «float-o-voltaics» όπως τα αποκαλούν ορισμένοι, θα μπορούσαν να παράγουν μεγάλες ποσότητες ηλεκτρικής ενέργειας χωρίς να καταλαμβάνουν πολύτιμα ακίνητα στη στεριά. Τα ηλιακά πάνελ δημιουργούν περίπου το 1 τοις εκατό των ενεργειακών αναγκών της χώρας. Νέα έρευνα από επιστήμονες στο Εθνικό Εργαστήριο Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας της ομοσπονδιακής κυβέρνησης δείχνει ότι τα volat-o-voltaics που είναι εγκατεστημένα μόνο στο ένα τέταρτο των ανθρωπογενών δεξαμενών της χώρας θα μπορούσαν να παράγουν περίπου Το 10% των ενεργειακών αναγκών των ΗΠΑ.
Οι άνθρωποι είχαν μια σιγανή σχέση με τον ήλιο από την αρχή του χρόνου, από τις ταπεινές απαρχές που ο άνθρωπος κατέκτησε την τέχνη της φωτιάς, επιτρέποντας στον πολιτισμό να ευημερήσει, μέχρι σήμερα. Ο ήλιος εξακολουθεί να παίζει ζωτικό ρόλο στον σύγχρονο πολιτισμό και με τις πρόσφατες εξελίξεις στην τεχνολογία, μπορούμε να βασιστούμε περαιτέρω σε αυτόν για τις συνεχώς διευρυνόμενες ενεργειακές μας ανάγκες. Η περιστασιακή σχέση μας με την φλεγόμενη μπάλα αερίου στο κέντρο του σύμπαντος μπορεί να γίνει πιο οικεία στο εγγύς μέλλον.
Πηγές που αναφέρονται:
„Δελτίο ειδήσεων: NREL Λεπτομέρειες μεγάλες δυνατότητες για πλωτά φωτοβολταϊκά συστήματα.“ NREL.govwww.nrel.gov/news/press/2018/nrel-details-great-potential-for-floating-pv-systems.html.
«Δεδομένα Έρευνας Ηλιακής Βιομηχανίας». ΜΕΧΡΙwww.seia.org/solar-industry-research-data.
«Φορολογική πίστωση ηλιακής επένδυσης (ITC).» ΜΕΧΡΙwww.seia.org/initiatives/solar-investment-tax-credit-itc.
„Μια σύντομη ιστορία των ηλιακών συλλεκτών.“ Smithsonian.comSmithsonian Institution, 22 Απριλίου 2019, www.smithsonianmag.com/sponsored/brief-history-solar-panels-180972006/.
Η SHR Energy Management έχει προσφέρει ολοκληρωμένες λύσεις ηλιακής ενέργειας για πάνω από μια δεκαετία. Η SHR ήταν ένας από τους πρώτους προγραμματιστές ηλιακών εγκαταστάσεων στις βορειοανατολικές ΗΠΑ υπό την ηγεσία του ιδρυτή και διευθύνοντος συμβούλου Noel Lafayette. Με μια ολοκληρωμένη κατανόηση κάθε σταδίου της ηλιακής ανάπτυξης, η Noel επιδεικνύει μια βαθιά γνώση των πολυπλοκοτήτων της ηλιακής βιομηχανίας, συμπεριλαμβανομένων των κανονιστικών θεμάτων, των οικονομικών κινήτρων και των πιστωτικών αγορών ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Η SHR είναι σε θέση να χειρίζεται εμπορικά, δημοτικά και έργα κοινής ωφέλειας που κυμαίνονται σε μέγεθος από 200 kw έως 25 MW με πρόσβαση σε κεφάλαια άνω των 500 εκατομμυρίων δολαρίων. Η SHR έχει εμπειρία στην ανάπτυξη μιας μεγάλης ποικιλίας έργων εξοικονόμησης ενέργειας, μαζί με πρόσβαση σε πηγές χρηματοδότησης, γνώση κρατικών/τοπικών κανονισμών και κινήτρων. Αυτός ο συνδυασμός των στοιχείων επιτρέπει στο SHR Energy Management να κινείται γρήγορα με απαράμιλλη ευελιξία και διαφάνεια στην προσέγγισή μας. Για περισσότερες πληροφορίες, επικοινωνήστε μαζί μας σήμερα.
