Solarna energija (također poznata kao solarna električna energija) predstavlja pretvorbu energije sunčeve svjetlosti u električnu energiju, bilo direktno koristeći fotonaponske ćelije (PV) ili indirektno putem koncentrirane solarne energije (CSP). Solarni paneli koriste fotonaponski efekat za direktnu transformaciju svjetlosti u električnu struju.
Kao jedan od najbrže rastućih izvora energije, solarna energija je 2024. godine generisala približno 7% ukupne svjetske električne energije i oko 3% primarne energije (po metodi supstitucije). Uz energiju vjetra, solarni sistemi na nivou komunalnih mreža smatraju se najjeftinijim izvorima za nove energetske instalacije u većini zemalja svijeta.
Tehnologije
Fotonaponski sistemi (PV) Fotonaponski sistemi koriste solarne panele na krovovima zgrada ili u velikim solarnim farmama na zemlji, pretvarajući sunčevu svjetlost direktno u električnu energiju. Prvu praktičnu solarnu ćeliju konstruisao je Charles Fritts 1880-ih, koristeći selen, dok je modernu silicijsku solarnu ćeliju razvio Bell Labs 1954. godine. Danas više od 90% tržišta čine ćelije na bazi kristalnog silicija.
Niz solarnih ćelija spojen je u modul (panel), a više modula tvori niz (array). PV sistem proizvodi jednosmjernu struju (DC), koja se pomoću invertera pretvara u naizmjeničnu struju (AC) za kućnu ili industrijsku upotrebu. Većina kućnih i komunalnih PV sistema danas je povezana na mrežu, dok se baterije ili dodatni generatori koriste uglavnom u udaljenim, izolovanim sistemima.
Koncentrirana solarna energija (CSP) Koncentrirana solarna energija (CSP), poznata i kao koncentrisana solarna termalna energija, koristi ogledala ili leće i sisteme za praćenje Sunca kako bi skoncentrisala sunčevu svjetlost na malu površinu, zagrijavajući radni fluid do visokih temperatura. Dobijena toplota se koristi za proizvodnju pare koja pokreće parnu turbinu i generator.
Komercijalne CSP elektrane počele su se razvijati 1980-ih godina, ali danas čine manje od 1% ukupne svjetske solarne proizvodnje, jer su troškovi PV tehnologije brže padali.
Razvoj i tržište Početni razvoj solarnih tehnologija u 19. vijeku bio je motiviran očekivanim nestašicama uglja, ali je kasnije usporen zbog jeftinog uglja i nafte. Nakon naftnih kriza 1970-ih, interes za solarnu energiju je ponovo porastao, a vlade su počele uvoditi poticaje i feed‑in tarife.
Od 2010-ih godina do danas, rast PV instalacija predvode Azija (posebno Kina i Japan) i Evropa, uz sve veće učešće SAD-a i drugih regiona. U 2022. godini globalni instalirani solarni kapacitet premašio je 1 TW, a 2023–2024. godine solarna energija je dodala više nove električne energije nego ugalj.
Kina je svjetski lider u novim instalacijama; 2023. je dodala oko 60% svjetskog novog solarnog kapaciteta.
Ekonomija Troškovi solarnih panela su u posljednjim decenijama dramatično pali. Početkom 1980-ih cijena je bila oko 27.000 USD po kW, dok je do sredine 2000-ih pala na nekoliko hiljada USD po kW, a danas utility‑scale solar u mnogim zemljama košta oko 0,25 USD po vatu instaliranog kapaciteta.
Solarni sistemi koriste gorivo koje je „besplatno“ (sunčevu svjetlost), pa 80–90% ukupnih troškova čine početna investicija i finansiranje. Zbog toga su stabilni regulatorni uslovi i dugoročni ugovori (npr. ugovori o otkupu električne energije – PPA) ključni za razvoj solarnih projekata.
Ekološki utjecaj Solarna energija tokom rada ne emituje stakleničke plinove. Emisije tokom kompletnog životnog ciklusa (proizvodnja panela, transport, instalacija, reciklaža) značajno su manje nego kod fosilnih goriva: tipične vrijednosti za PV su ispod 50 g CO2‑ekvivalenta po kWh, u poređenju sa oko 1000 g CO2/kWh za elektrane na ugalj.
Izazovi uključuju: korištenje rijetkih metala (npr. indij, tellurij), reciklažu panela nakon isteka životnog vijeka, utjecaj velikih solarnih farmi na lokalne ekosisteme i korištenje zemljišta.
Ipak, većina studija zaključuje da su koristi za ublažavanje klimatskih promjena i smanjenje zagađenja zraka daleko veće od negativnih utjecaja, naročito ako se razviju efikasni programi reciklaže.
Reference
Vanjski linkovi
Solar PV – analiza IEA Globalni solarni atlas
Kategorija:Obnovljivi izvori energije Kategorija:Solarna energija Kategorija:Elektroenergetika