Solarna energija

Sunce je nama najbliža zvijezda te, neposredno ili posredno, izvor gotovo sve raspoložive energije na Zemlji. Sunčeva energija potječe od nuklearnih reakcija u njegovom središtu, gdje temperatura doseže 15 milijuna °C. Radi se o fuziji, kod koje spajanjem vodikovih atoma nastaje helij, uz oslobađanje velike količine energije. Svake sekunde na ovaj način u helij prelazi oko 600 milijuna tona vodika, pri čemu se masa od nekih 4 milijuna tona vodika pretvori u energiju. Ova se energija u vidu svjetlosti i topline širi u svemir pa tako jedan njezin mali dio dolazi i do Zemlje. Nuklearna fuzija odvija se na Suncu već oko 5 milijardi godina, kolika je njegova procijenjena starost, a prema raspoloživim zalihama vodika može se izračunati da će se nastaviti još otprilike 5 milijardi godina. Pod optimalnim uvjetima, na površini Zemlje može se dobiti 1 kW/m2, a stvarna vrijednost ovisi o lokaciji, godišnjem dobu, dobu dana, vremenskim uvjetima itd. U Hrvatskoj je prosječna vrijednost dnevne insolacije na horizontalnu plohu 3-4,5 kWh/m2

Osnovni principi direktnog iskorištavanja energije Sunca su:

1.     solarni kolektori - pripremanje vruče vode i zagrijavanje prostorija
2.     fotonaponske ćelije - direktna pretvorba sunčeve energije u električnu energiju
3.      fokusiranje sunčeve energije - upotreba u velikim energetskim postrojenjima

Solarna fotonaponska energija je direktno pretvaranje svjetlosti u električnu energiju na atomskoj razini. Neki materijali pokazuju svojstvo nazvano fotoelektrični efekt koji uzrokuje da apsorbirati fotone svjetlosti i oslobađaju elektrone. Kada uspijemo uhvatiti  slobodne elektrone, nastaje elektricitet koji možemo koristiti kao električnu struju.

Fotoelektrični efekt je prvi primijetio je francuski fizičar, Edmund Bequerel, u 1839, koji je otkrio da neki materijali uspjevaju proizvesti male količine električne struje kada su izloženi suncu.

1905. godine Albert Einstein je opisao prirodu svjetlosti i fotoelektrični efekt na kojoj se temelji fotonaponska tehnologija, za koji je kasnije dobio Nobelovu nagradu za fiziku.

Prvi fotonaponski modul je sagradio Bell Laboratories 1954. godine. Bilo je naplaćeno kao solarna baterija i bio je uglavnom samo kuriozitet kako je to bilo preskupo da se dobije za široku uporabu.