Od svemira do domova - Kako su naftna industrija i ekološka kriza doprinijele široj upotrebi solarnih panela

Solarna ćelija je poluprovodnički uređaj koji fotoelektričnim efektom sunčevu energiju direktno pretvara u električnu. Grupe ćelija formiraju solarne module a energija koja se u njima proizvede je solarna energija. Put od njihovog otkrića do komercijalne upotrebe u najvećem dijelu bio je uslovljen zainteresovanošću velikih kompanija ali i politički moćnih zemalja koje su prelazak na alternativne načine proizvodnje energije vidjele kao doprinos u borbi protiv globalnih klimatskih promjena.

Počeci

Naučna otkrića Bekuerela i Herca u periodu od 1839. do 1887. godine otvorila su vrata za istraživanja u oblasti sunčeve energije i proizvodnje električne energije iz ovog izvora. Ipak je Ajnštajnovo objašnjenje fotoelektričnog efekta 1905. godine za koje je dobio Nobelovu nagradu otklonilo sve nedoumice fizičira i napravilo pravi pomak.

Rasel Ohl je 1946. godine patentirao prvu modernu poluprovodničku solarnu ćeliju, a proizvedena je 1954. godine u kompaniji Bel laboratorije. Cijena struje koju je proizvodila ova ćelija je bila vrlo skupa. Snaga od 1W koštala je 250$ dok je ista količina snage proizvedena u elektranama na ugalj koštala 2$-3$. Visoka cijena činila ih je neinteresantnim za komercijalnu upotrebu sve do predloga da budu ugrađene na satelite gdje su postigle veliki uspjeh.

Primjena u svemirskoj industriji

Primjena u svemiru se raširila. Zadovoljni 'svemirski' korisnici bili su spremni da plate bilo koju cijenu za najbolje ćelije. Takav razvoj dešavanja stvorio je ambijent u kome nije bilo potrebno investirati u jeftinija rješenja, a manja ulaganja uslovila su sporiji napredak.

Krajem 60-ih kompanija Ekson je napravila procjenu da će cijena tradicionlano proizvedene struje do 2000. godine mnogo poskupiti zbog čega su odlučili da investiraju u alternativnije izvore energije među kojima je solarni bio najzanimljiviji. Eksonovoj laboratoriji zvanoj SPC (Solar Power Corporation) pridružio se Eliot Berman koji je do tada proučavao sirovine potrebne za proizvodnju ćelija što je doprinijelo da cijena bude oborena na 100$/W.

Nakon Bermanovog istraživanja tržišta i zaključka da postoji potražnja za cijenu od 20$/W tim je počeo da traži načine za oboranje cijene. Prvi uspjesi napravljeni su optimizacijom proizvodnje poluprovodnika koja nije bila optimalna za solarne ćelije. Najveći napredak predstavljalo je saznanje da je silicijum, koji je do tog trenutka korišten, efektivno bio predobar za upotrebu u solarnim ćelijama. One nesavršenosti koje bi uništile kristal za elektroniku, imale bi beznačajan uticaj u solarnoj primjeni.

Nakon ovog saznanja kompanija je počela da kupuje odbačeni silicijum od postojećih proizvođača po vrlo niskim cijenama. Do 1973. godine paneli su proizvedeni po cijeni od 10$ a prodavani su po cijeni od 20$ čime je postignuto petostruko sniženje cijene u samo dvije godine.

Ulazak naftnih kompanija

SPC je partnera potražio u kompanijama koje proizvode svijetleće svetionike i baterije. Širenje tržišta ubrzo je zainteresovalo i naftne kompanije, prije svih naftnog giganta ARCO. ARCO je stvorio ARCO Solar koji je od 1977. godine u neprekidnom pogonu do danas.

Uvođenje naftnih kompanija je preokrenulo situaciju. Nakon naftne krize 1973. godine naftne kompanije su imale puno novca. Istovremeno su bile svjesne da im budući uspjesi zavise od drugih oblika energije. Tokom idućih godina naftne kompanije su kupile Ekson i još neke proizvođaće panela i pokrenule su niz novih solarnih kompanija čime su postale najveći proizvođači solarnih panela.

Poboljšanja od vremena Bermana snizila su troškove proizvodnje solarne ćelije na ispod 1$/W sa veleprodajnom cijenom od 2$. Troškovi ostatka uređaja su sada postali veći od samih ćelija.

Uloga Evropske unije

Cijena solarnih panela je kontinuirano padala poslednjih 40 godina, sve do 2004. godine kada su visoke subvencije u Njemačkoj drastično povećale potražnju ali i značajno povećale cijenu prečišenog silicijuma. Neki analitičari vjeruju da će puštanje u pogon novih proizvodnih kapaciteta sniziti cijenu dok drugi misle da će potražnja pasti zbog manjih subvencija.

Kako god bilo, članice Evropske unije zadaju sebi ambiciozne ciljeve u pogledu povećanja udjela obnovljivih izvora energije. Ova povećanja su nužni doprinos u borni protiv globalnih klimatskih promjena ali i veći iskorak u energetskoj nezavisnosti Unije. Bolja kontrola energetske zavisnosti sve je važnija zbog visoke cijene sirove nafte i nestabilne političke i ekonomske situacije u Ukrajini koja može rezultirati i smanjenjem snadbijevanja Unije prirodnim gasom iz Rusije.

Usled ovakvih okolnosti, političkih, ekonomskih i najvažnije prirodnih, vjerujemo da će interesovanje za upotrebu solarnih panela rasti a da će svjetske politike i kompanije imati sluha za dalje obaranje cijena i pružanje subvencija.