WEBVTT

00:00:08.152 --> 00:00:11.497
Do Ziemi dociera
mnóstwo energii słonecznej,

00:00:11.497 --> 00:00:14.579
173 tysiące terawatów.

00:00:14.579 --> 00:00:19.300
To 10 tysięcy razy więcej,
niż zużywa cała ludzkość.

00:00:19.300 --> 00:00:20.950
Czy pewnego dnia

00:00:20.950 --> 00:00:24.447
będzie można polegać 
wyłącznie na energii słonecznej?

00:00:24.447 --> 00:00:27.558
Aby odpowiedzieć na to pytanie, 
trzeba przyjrzeć się sposobowi,

00:00:27.558 --> 00:00:31.959
w jaki baterie słoneczne przekształcają
energię słoneczną w elektryczną.

00:00:31.959 --> 00:00:36.263
Baterie słoneczne składają się
z ogniw słonecznych.

00:00:36.263 --> 00:00:39.183
Najczęściej ogniwa wykonuje się z krzemu,

00:00:39.183 --> 00:00:40.177
półprzewodnika

00:00:40.177 --> 00:00:43.297
i drugiego najpowszechniejszego
pierwiastka na Ziemi.

00:00:43.297 --> 00:00:44.589
W ogniwie słonecznym

00:00:44.589 --> 00:00:48.567
krystaliczny krzem umieszczony jest
między dwiema płytkami przewodzącymi prąd.

00:00:48.567 --> 00:00:53.776
Każdy atom krzemu łączy się
z sąsiadami przez cztery silne wiązania,

00:00:53.776 --> 00:00:58.077
co utrzymuje elektrony w jednym miejscu,
więc prąd nie może płynąć.

00:00:58.077 --> 00:00:59.203
Oto odpowiedź.

00:00:59.203 --> 00:01:03.886
Ogniwo krzemowe wykorzystuje
dwie różne warstwy silikonu.

00:01:03.886 --> 00:01:07.036
Krzem typu n ma dodatkowe elektrony,

00:01:07.036 --> 00:01:12.289
a krzem typu p ma dodatkowe miejsca
dla elektronów, zwane dziurami.

00:01:12.289 --> 00:01:14.373
Tam, gdzie spotykają się dwa typy krzemu,

00:01:14.373 --> 00:01:17.922
elektrony mogą przechodzić
przez złącze p-n,

00:01:17.922 --> 00:01:20.499
zostawiając dodatni ładunek
po jednej stronie

00:01:20.499 --> 00:01:23.063
i tworząc ujemny po drugiej.

00:01:23.063 --> 00:01:26.785
Światło przypomina
strumień małych cząstek,

00:01:26.785 --> 00:01:28.125
zwanych fotonami

00:01:28.125 --> 00:01:30.185
i wystrzeliwanych ze Słońca.

00:01:30.185 --> 00:01:34.131
Kiedy jeden z nich dostatecznie silnie
uderza w ogniwo krzemowe,

00:01:34.131 --> 00:01:38.529
wyrzuca z wiązania elektron
i zostawia po sobie dziurę.

00:01:38.529 --> 00:01:43.321
Ujemnie naładowany elektron
i dodatnio naładowana dziura

00:01:43.321 --> 00:01:45.734
mogą się swobodnie przemieszczać.

00:01:45.734 --> 00:01:48.752
Jednak ze względu
na pole elektryczne w złączu p-n

00:01:48.752 --> 00:01:51.355
elektrony krążą tylko w jednym kierunku.

00:01:51.355 --> 00:01:53.376
Elektron jest przyciągany do obszaru n,

00:01:53.376 --> 00:01:56.362
natomiast dziura do obszaru p.

00:01:56.362 --> 00:02:01.995
Poruszające się elektrony są gromadzone
przez metalową płytkę na górze ogniwa.

00:02:01.995 --> 00:02:04.750
Stąd mogą krążyć przez zewnętrzny obwód,

00:02:04.750 --> 00:02:06.245
wykonując elektryczną pracę,

00:02:06.245 --> 00:02:08.026
jak dostarczanie żarówce energii.

00:02:08.026 --> 00:02:11.974
Następnie wracają przez przewodzącą 
warstwę glinu na spodzie ogniwa.

00:02:11.974 --> 00:02:15.067
Każde ogniwo ma tylko 0,5 wolta,

00:02:15.067 --> 00:02:18.658
ale można połączyć je w moduły, 
by uzyskać więcej energii.

00:02:18.658 --> 00:02:22.763
12 ogniw fotowoltaicznych wystarczy,
by naładować telefon,

00:02:22.763 --> 00:02:26.364
ale potrzeba ich więcej,
by dostarczyć energię dla całego domu.

00:02:26.364 --> 00:02:29.478
Elektrony są tu jedynymi 
ruchomymi elementami

00:02:29.478 --> 00:02:31.854
i wracają do pierwotnego położenia.

00:02:31.854 --> 00:02:34.222
Nic się tu nie zużywa ani nie wyczerpuje,

00:02:34.222 --> 00:02:37.057
więc z ogniw można korzystać długie lata.

00:02:37.057 --> 00:02:42.874
Co powstrzymuje nas od korzystania 
wyłącznie z energii słonecznej?

00:02:42.874 --> 00:02:44.970
W grę wchodzą czynniki polityczne,

00:02:44.970 --> 00:02:48.954
nie wspominając o lobbingu biznesów,
którym zależy na utrzymaniu status quo.

00:02:48.954 --> 00:02:53.065
Zacznijmy jednak od fizycznych 
i logistycznych wyzwań,

00:02:53.065 --> 00:02:55.152
z których najbardziej oczywisty jest fakt,

00:02:55.152 --> 00:02:58.852
że energia słoneczna
jest dostarczana do Ziemi nierówno.

00:02:58.852 --> 00:03:01.219
Tylko niektóre rejony są nasłonecznione.

00:03:01.219 --> 00:03:02.869
I to nie zawsze.

00:03:02.869 --> 00:03:07.228
W pochmurne dni lub w nocy
dysponujemy mniejszą ilością energii.

00:03:07.228 --> 00:03:09.638
To oznacza, że wyłączny użytek wymagałby

00:03:09.638 --> 00:03:14.102
skutecznych sposobów przenoszenia energii 
ze słonecznych do pochmurnych dni,

00:03:14.102 --> 00:03:17.087
a także wydajnego przechowywania energii.

00:03:17.087 --> 00:03:20.393
Problemem jest również
wydajność samego ogniwa.

00:03:20.393 --> 00:03:23.444
Jeśli promienie są odbijane,
a nie pochłaniane,

00:03:23.444 --> 00:03:28.130
lub wyrzucone elektrony wracają do dziur,
nie przepływając przez obwód,

00:03:28.130 --> 00:03:30.893
energia fotonu zostaje zmarnowana.

00:03:30.893 --> 00:03:33.241
Najwyższa obecnie wydajność ogniw

00:03:33.241 --> 00:03:38.634
pozwala na przemianę na prąd
tylko 46% docierających promieni,

00:03:38.634 --> 00:03:43.642
a większość sprzedawanych systemów 
osiąga wydajność od 15% do 20%.

00:03:43.642 --> 00:03:45.484
Pomimo tych ograniczeń

00:03:45.484 --> 00:03:50.578
zasilanie całego świata
technologią solarną jest możliwe.

00:03:50.578 --> 00:03:53.014
Potrzebne są pieniądze,
by stworzyć infrastrukturę,

00:03:53.014 --> 00:03:54.971
a także ogromna przestrzeń.

00:03:54.971 --> 00:03:59.440
Szacunki wahają się od dziesiątek
do setek tysięcy kilometrów kwadratowych.

00:03:59.440 --> 00:04:00.976
Wydaje się to dużo,

00:04:00.976 --> 00:04:06.312
ale sama Sahara ma prawie
9 milionów kilometrów kwadratowych.

00:04:06.312 --> 00:04:09.039
Ogniwa słoneczne stają się lepsze, tańsze

00:04:09.039 --> 00:04:11.986
i mogą konkurować 
z sieciami energetycznymi.

00:04:11.986 --> 00:04:17.157
Innowacje, jak pływające farmy słoneczne,
mogą całkowicie zmienić krajobraz.

00:04:17.157 --> 00:04:19.336
Wyobrażenia lepiej odłożyć na bok.

00:04:19.336 --> 00:04:21.368
Faktem jest, że ponad miliard ludzi

00:04:21.368 --> 00:04:24.461
nie ma dostępu do sprawnych 
sieci energetycznych,

00:04:24.461 --> 00:04:26.567
szczególnie w krajach rozwijających się,

00:04:26.567 --> 00:04:28.842
choć większość z nich jest słoneczna.

00:04:28.842 --> 00:04:30.096
W tych miejscach

00:04:30.096 --> 00:04:34.979
energia słoneczna jest tańsza 
i bezpieczniejsza niż inne alternatywy,

00:04:34.979 --> 00:04:36.579
takie jak nafta.

00:04:36.579 --> 00:04:38.646
Jednak dla Finlandii lub Seattle

00:04:38.646 --> 00:04:42.041
energetyka słoneczna może być
wciąż trochę nieodpowiednia.