Jei nesate girdėję apie saulės ūkį, galbūt žinotumėte, ką turime omenyje sakydami „saulės elektrinė” arba saulės parkas, tačiau galiausiai visi jie reiškia tą patį.

Saulės energijos ūkiai turi daug bendrų savybių ir problemų (jie abu priklauso nuo oro sąlygų!) su įprastiniais augalininkystės ūkiais.

Tačiau augalininkystės ūkiai naudoja saulės energiją pasėliams auginti, o saulės energijos ūkiai tą pačią energiją naudoja tam, kad kuo daugiau jos paverstų elektra.

Atsižvelgiant į šiais metais Jungtinių Tautų vystymo programos (UNDP) ir Jungtinių Tautų bendrosios klimato kaitos konvencijos (UNFCCC) parengtas aplinkosaugos ataskaitas, yra kelios priežastys pradėti keisti savo energijos naudojimo planą į saulės energiją.

Panašiai yra ir su iškastiniu kuru, jis yra ribotas išteklius, todėl neišvengiamai baigsis.

Tuomet visas pasaulis turės investuoti į atsinaujinančiuosius energijos šaltinius, todėl mūsų ekologiškai sąmoningiems ir pažangiai mąstantiems skaitytojams perėjimas prie saulės energija varomos energijos plano gali atrodyti beprasmiškas.

Pavyzdžiui, ar žinojote, kad saulės kolektorių beveik nereikia prižiūrėti, nes juose nėra judančių dalių?

Neatsitiktinai prognozuojama, kad saulės energijos augimas bus didesnis nei bet kurio kito iki šiol žinomo atsinaujinančiosios energijos šaltinio, todėl ankstyvos investicijos į šią technologiją dabar mūsų planetai ateityje bus tik į naudą.

Saulės baterijos ir saulės elementai

Prieš pradėdami aiškinti visa apimantį saulės energijos ūkio procesą, pirmiausia apibrėžkime saulės kolektorių, dar vadinamų fotovoltiniais kolektoriais (ir saulės elementų, iš kurių jie pagaminti), niuansus – nes jie yra svarbiausias ir būtiniausias saulės energijos surinkimo ir panaudojimo komponentas.

Kaip ir bet kurioje elektros grandinėje, saulės elementai gamina elektrą generuodami elektronų srautą, tačiau kaip jis prasideda?

Paprasčiau tariant, saulės elementas sudarytas iš keturių sluoksnių, o du kraštiniai sluoksniai yra laidžios plokštelės, iš kurių elektronai tekės į energijos šaltinį.

Tačiau būtent iš dviejų vidinių sluoksnių įvyksta didžioji dalis saulės elektrinės magijos.

Du vidiniai saulės kolektoriaus sluoksniai yra dviejų skirtingų rūšių silicis – vienas teigiamai įkrautas (turi mažiau elektronų nei standartinis silicis), o kitas neigiamai įkrautas (turi daugiau elektronų nei standartinis silicis).

Būtent su šiais dviem silicio sluoksniais reaguoja šviesos dalelės (vadinamos fotonais).

Kai saulė apšviečia saulės elementą (saulės bateriją sudaro keli saulės elementai), ji iš neigiamai įkrauto silicio sluoksnio išmuša elektroną.

Tada dėl abiem silicio sluoksniams būdingų krūvių naujai ištrauktas elektronas patenka į išorinę laidžiąją plokštelę.

Iš išorinės laidžiosios plokštelės elektronas teka į jungiamuosius laidus, o iš jų – į paskirties vietą (bateriją, šviesą ir t. t.) nuolatinės srovės pavidalu.

Nors vienas elementas gali generuoti tik iki 0,5 V, jei į vieną plokštę sujungsite kelis elementus, atitinkamai padidės energijos išeiga.