Najučinkovitejše silicijeve sončne celice, ki se uporabljajo najpogosteje, imajo do 22-odstotno učinkovitost pretvorbe. Slovenski raziskovalci iz Laboratorija za fotovoltaiko in optoelektroniko Fakultete za elektrotehniko UL so sodelovali pri razvoju tako imenovane perovskitne tandemske sončne celice. Ta ima do 32-odstotno učinkovitost pretvorbe sončne v električno energijo.

Sončne celice, ki se že uporabljajo na strehah, imajo samo eno absorpcijsko plast, večinoma je to silicij. Tandemske sončne celice pa imajo dve takšni plasti. "Tandemsko sončno celico sestavljata perovskitna sončna celica, ki sprejema vidni del sončne svetlobe, pod njo pa je silicijeva sončna celica, ki sprejema infrardeči del svetlobe, to sta dva dela svetlobe, ki sta najbolj zastopana v našem sončnem spektru," pojasni delovanje tandemske sončne celice Marko Topič s Fakultete za elektrotehniko UL. In dodaja, da je perovskit material kristalne strukture, "ki ima fantastične optoelektronske lastnosti, ki ravno pri sončnih celicah pridejo prav". Dobra lastnost perovskita je njegova učinkovitost pretvorbe sončne v električno energijo, raziskovalci pa se trudijo izboljšati zanesljivost njihovega delovanja dolgoročno. "Za zdaj je odvisno od kompozicije perovskita, od različnih plasti, večinoma so rezultati vedno boljši," pove Marko Jošt s Fakultete za elektrotehniko, ki se v Laboratoriju za fotovoltaiko in optoelektroniko ukvarja z izdelavo sončnih celic za raziskovalne namene, preizkuša pa tudi učinkovitost izkoristka in njihovo stabilnost oziroma dobo trajanja.

Zakaj sončne celice v gorah delujejo bolje kot v dolini?

Sončne celice najučinkoviteje pretvarjajo sončno energijo v električno, kadar svetloba nanje pada pod pravim kotom, pomembna pa je tudi temperatura zraka. Kot natančneje pojasni Topič, "imajo polprevodniški materiali in sončne celice negativni temperaturni koeficient, kar pomeni, da pri višji temperaturi sončne celice delujejo slabše. V gorah, kjer je nižja temperatura, bodo enake celice delovale pri istem osončenju bolje kot pa v dolini, kjer je višja temperatura okoliškega zraka."

In to pomeni, da pri temperaturi nad 20 stopinj Celzija izgubimo 10 odstotkov moči. Pri temperaturi nad 40 stopinj Celzija izgubimo 20 odstotkov moči. Poleti torej zaradi višje temperature sončna elektrarna dela slabše.

Največja sončna elektrarna v Sloveniji je v Brežicah

Na desnem bregu Save, v bližini Brežic, se na šestih hektarjih razprostira največja sončna elektrarna v Sloveniji, ki ima moč 6 MW. Sestavlja jo 11.232 modulov, električna energija, ki jo proizvede elektrarna, pa zadostuje za oskrbo približno 1500 gospodinjstev. V omrežje so jo priključili decembra lani. Sončne elektrarne so nestalni vir energije, kar je težava za elektroenergetsko omrežje, ki mora v vsakem trenutku zagotavljati toliko elektrike, kot je porabimo. Posebnost sončne elektrarne Brežice je, da je po kablovodu priključena v HE Brežice in deluje kot njen četrti agregat. "Ko ni sonca, se manjkajoča energija iz sončne elektrarne nadomesti z energijo iz HE, obraten proces pa se dogaja, ko imamo dovolj sonca. Takrat se ta električna energija izravna tako, da se moč na agregatih zmanjša, s tem se zmanjšajo pretoki in pretočna akumulacija nazaj polni," razloži povezavo med HE Brežice in sončno elektrarno Marko Kenig iz Hidroelektrarn na spodnji Savi.

Že skoraj eno leto pa deluje druga največja sončna elektrarna v Sloveniji, sončna elektrarna Prapretno, ki ima moč 3 MW. Podatki kažejo, da približno 70 odstotkov energije proizvede med aprilom in septembrom. Največ, več kot 22 MWh je proizvedla 20. junija lani. Sončna elektrarna je povezana s centrom za vodenje skupine HSE v Mariboru, kjer vsaki dve sekundi prejmejo osvežene podatke o delovni moči elektrarne. Ob našem snemanju je zaradi spremenljivega vremena moč elektrarne zelo nihala. "In to lahko povzroča težave v omrežju, ampak jih obvladujemo, zato ker je ta elektrarna vključena v bilančno skupino HSE in vsa odstopanja izravnavamo z zniževanjem ali povečevanjem moči na drugi proizvodnji v državi," razloži Nenad Trkulja iz Holdinga Slovenske elektrarne.

Po svetu s sončnimi elektrarnami proizvedemo okoli 5 odstotkov električne energije, v Sloveniji okoli 3,5 odstotka.

Največja sončna elektrarna na svetu je v Indiji, razprostira se na 5700 hektarjih, torej na kar tisočkrat večjem območju kot sončna elektrarna pri Brežicah. Njena moč je 2245 MW, proizvede pa dovolj energije za oskrbo 4,5 milijona domov.

V Sloveniji imamo več kot 30 tisoč sončnih elektrarn, z njimi pa proizvedemo okoli 3,5 odstotka električne energije. In čeprav je v Sloveniji vse več sončnih elektrarn, pa Marko Topič naniza podatke, da "je Slovenija v spodnji tretjini med državami članicami Evropske unije glede na priključeno nazivno moč sončnih elektrarn na prebivalca. Na prvem mestu sta Nizozemska in Nemčija, ki imata petkrat oziroma štirikrat večjo nazivno moč sončnih elektrarn na prebivalca kot Slovenija."

Koliko elektrike bi v Sloveniji lahko proizvedli s sončnimi elektrarnami? Kakšna je doba trajanja sončnih celic in kako je poskrbljeno za recikliranje? Kakšna je prihodnost sončnih celic? Bodo nekoč ogromne sončne elektrarne postavljene v Zemljini orbiti? Glejte Ugriznimo znanost o sončnih celicah, danes ob 17.15 na TV SLO1!