Mam tu na myśli dary jednej z największych gwiazd naszego układu, a mianowicie energię, którą daje nam Słońce. Nie będę tutaj wdawał się w rozważania, na ile Słońce jest gwiazdą a na ile planetą. Ważne, że każdego ranka jego światło budzi nas a także i ogrzewa.
Fotowoltaiczna wiata nad parkingiem nie tylko chroni samochody przed nadmiernym nasłonecznieniem, ale też może wytwarzać prąd elektryczny w celu doładowania akumulatorów bądź też zasilać sieć energetyczną organizatora takiego parkingu, foto ilustracyjne, https://www.enis.pl/images/acmenu/fotowoltaika_p.jpg
Warto zastanowić się, jak wielka jest to energia, którą oddaje nam to Słońce.
Ostatnie dni roku, kiedy też obchodzimy święta Bożego Narodzenia, wiążą się z największym oddaleniem planety Ziemi na jej orbicie wokół Słońca i wraz z tym przesileniem wzrasta czas naświetlenia Ziemi światłem słonecznym, co w praktyce objawia się wydłużeniem dnia.
Okres, kiedy dni są najkrótsze a temperatury niskie - nie jest okresem wegetacyjnym dla roślin. One zapadają w pewien stan, który pozwala im przetrwać tak ekstremalnie trudne warunki, jak niskie temperatury oraz brak światła niezbędny dla fotosyntezy. Tu warto zwrócić uwagę na ten idealnie dopracowany czas, kiedy to rośliny zakończyły już pewien okres i wydały nasiona gotowe do rozpoczęcia już własnego życia z chwilą, kiedy znowu wrócą ciepłe i słoneczne dni.
Warto jest też zwrócić uwagę na pewne dobra skumulowane w substancji wytworzonej dzięki światłu i ciepłu słonecznemu. Mam tutaj na myśli pokłady surowców kopalnych, takich jak węgiel, gaz czy też ropa naftowa. Te pokłady zostały utworzone przez ogromną masę organiczną z chwilą, kiedy utraciła ona swoje życie. Przez kilka wieków węgiel był źródłem ciepła w okresie zimowym, podobnie jak i drewno. Produkty ropopochodne znalazły swoje miejsce w gospodarce dosyć późno, bo na przełomie XIX i XX wieku, chociaż własności oleju skalnego wydobywającego się na powierzchnię Ziemi w niektórych miejscach znane były od bardzo dawna jako smarowidło dla osi wozów ciągnionych przez zwierzęta pociągowe.
Wiek XX, który minął już prawie 20 lat temu, przyniósł wiele rozwiązań, chociaż wiele z nich jest dostępnych dopiero od niedawna... Mam tutaj na myśli materiały półprzewodnikowe, których własności elektryczne zmieniają się w miarę wielkości i intensywności oświetlenia.
Pierwsze konstrukcje pojawiły się w powszechnym użyciu w latach 60. XX w. Były to tzw. "fotooporniki" - czyli opornik elektryczny umieszczony w przeźroczystej, plastikowej obudowie. Taki "fotoopornik" był umieszczany na ściance czołowej niektórych telewizorów a jego zadaniem było zmienianie intensywności świecenia ekranu telewizora w zależności od oświetlenia pomieszczenia, w którym znajduje się odbiornik telewizyjny.
Światło przez wziernik wpadało tam na płytkę krzemową i wytrącało część elektronów, co powodowało zmianę wielkości prądu elektrycznego przez układ elektroniczny. Zmiana tego prądu powodowała zmianę w innym układzie, która uwidaczniała się zmianą intensywności świecenia ekranu. I tak w sposób automatyczny regulowała się jasność świecenia ekranu - mniej intensywnie w pomieszczeniu ciemnym i odpowiednio intensywniej w przypadku włączenia światła w sali telewizyjnej...
Dzisiaj elementy reagujące na światło mają wiele innych zastosowań. Jednym z nich jest wytwarzanie przepływu prądu elektrycznego w przypadku oświetlenia elementu światłoczułego. Co prawda są materiały reagujące nawet na słabe światło odbite od innych przedmiotów, ale znaczenie gospodarcze ma światło słoneczne, które umożliwia bardzo duży przepływ elektronów. Odpowiednio duża powierzchnia elementu optycznego pozwala na wytworzenie nawet znaczącego przepływu prądu elektrycznego. Są to już wyspecjalizowane układy fotowoltaiczne, które pozwalają albo bezpośrednio zasilać prądem instalację odbiorczą, albo też wytwarzać prąd elektryczny z przeznaczeniem na uzupełnienie potencjału akumulatora elektrycznego.
Jak wspomniałem, ten prąd zależy od wielkości ogniwa fotowoltaicznego i okresu na tyle intensywnego oświetlenia, aby ten prąd był odpowiednio duży. W przypadku braku energii słonecznej takie fotoogniwo nie pracuje - czyli nie wytwarza prądu.
Jak praktycznie wykorzystać energię tej największej gwiazdki z nieba ?
Duże instalacje fotowoltaiczne są domeną wielkich elektrowni fotowoltaicznych. Co prawda zasilają one sieć tylko w porze słonecznych dni, ale dzięki temu można zdecydowanie zmniejszyć energię niezbędną do wytworzenia pary wodnej w komercyjnych elektrociepłowniach opalanych węglem lub gazem.
Ja chciałbym zaproponować rozwiązania znacznie skromniejsze, ale też mające znaczenie praktyczne.
Pierwsze rozwiązanie wiąże się z samochodami. Jak wiadomo, zapłon bateryjny wymaga akumulatora, aby zasilać układ zapłonowy wytwarzający iskrę zapłonową. Jednak w sytuacji, gdy akumulator nie jest już nowy, samochód garażuje w niskich temperaturach okresu zimowego albo też, kiedy właściciel bardzo rzadko siada za kierownicą. To właśnie w takich warunkach akumulator dość szybko traci swoje własności a resztki jego energii wręcz pożera rozrusznik, wtedy brakuje prądu na wytworzenie iskry zapłonowej i silnik odmówi posłuszeństwa...
Zwłaszcza w takich okolicznościach, a jeżeli samochód parkuje "pod chmurką" i dosyć daleko od domu, powinna sprawdzić się dodatkowa instalacja niedużego panelu fotowoltaicznego generującego prąd stały o napięciu 14 V, który w porze słonecznej doładuje akumulator bez nadzoru właściciela samochodu. W takich warunkach akumulator powinien być zawsze optymalnie doładowany a samochód gotowy do wyjazdu. Nie muszę dodawać, że taka automatyczna "ładowarka słoneczna" wymaga połączenia z akumulatorem z odpowiednio dobranym układem elektronicznym odcinającym prąd z fotoogniwa w chwili włączenia rozrusznika silnika (wtedy pobierany jest prąd o natężeniu rzędu 200-400 A) albo też z chwilą pełnego doładowania akumulatora.
Inne zastosowanie światła tej "gwiazdki z nieba" może być specjalnie wykonana instalacja w celu doświetlenia mieszkania. Można tutaj wykorzystać różne baterie stacjonarne i odpowiednio do nich dobrać wielkość ogniwa fotowoltaicznego. Umieszczone w dobrze nasłonecznionym miejscu, będzie doładowywać akumulator w porze dziennej, aby był gotowy do wykorzystania wieczorem oraz w porze nocnej. Taki układ może uzupełniać zapotrzebowanie na energię elektryczną użytkowników mieszkania i stosownie redukować koszt energii pobieranej z sieci.
Warto dodać, że jeżeli mieszkanie posiada okna odpowiednio eksponowane na wschód i zachód, lecz nie na południe - wtedy należałoby zastosować dwa panele słoneczne zasilające wspólny akumulator, jeden od wschodu słońca do godzin południowych i drugi, gdy słońce znajdzie się po drugiej stronie budynku.
W tym przypadku także jest potrzebny regulator napięcia, który automatycznie przełączy panele zasilające akumulator.
Wiele urządzeń stosowanych w mieszkaniu można zasilać nie tylko energią 230V. Są ich odpowiedniki zasilane energią 12V - dokładnie taką samą, jaka wymagana jest dla urządzeń stosowanych na campingach przy zasilaniu z akumulatora samochodowego, jeżeli więc ktoś chciałby sprawdzić taką możliwość - nie musi ponosić znaczących wydatków dla obniżenia kosztu energii niezbędnej w gospodarstwie domowym. Tu można stosować już wiele urządzeń - od oświetlenia mieszkania niezależną instalacją 12 V, regulacji ogrzewania gazowego niezależnie od napięcia w sieci energetycznej czy też korzystania z takich dóbr, jak odbiornik radiowy czy telewizyjny, a nawet sprzęt komputerowy - który także korzysta z energii znacznie niższej, niż 230V.
Sądzę, że powszechne stosowanie energii 12V w mieszkaniu zwiększy asortyment odbiorników korzystających z takiego zasilania, bowiem campingowe chłodziarki oraz pralki są już dostosowane do instalacji 12 V i są tylko mniejsze od tych "tradycyjnych".
Myślę, że takie zasilanie fotowoltaiczne może też być ciekawą ofertą dla osób korzystających z akumulatorowego sprzętu budowlanego (wiertarki, szlifierki...) lub też i ogrodniczego (kosiarki, nożyce do żywopłotu, piły do gałęzi...) zasilanego bezprzewodowo energią zgromadzoną w wymiennym akumulatorze (poniżej 48V)...
Na pewno jest to atrakcyjna propozycja do wykorzystania w ogródkach działkowych, które nie posiadają własnej sieci energetycznej a jej założenie stanowiłoby znaczący koszt.
Wszystkim, z okazji Bożego Narodzenia,
którzy oczekują swojej "gwiazdki z Nieba",
życzę zdrowych i pogodnych Świąt
