Panele fotowoltaiczne, czyli jak ogrzać klimat (na koszt Unii Europejskiej). Część IV

Nie zawsze sprzedasz swoją energię

Energia elektryczna pochodząca z indywidualnych instalacji włączona jest „on grid” w bufor, jakim jest lokalna sieć elektroenergetyczna. Napięcie w tej sieci nie może przekroczyć 253V, punkt odcięcia to np. 247V. Jeśli w sieci znajduje się wielu prosumentów, a każda instalacja dostarcza swój prąd, to w południe szybko osiągane jest napięcie graniczne i część falowników ulega wyłączeniu. Właściciele instalacji fotowoltaicznych nie tylko nie sprzedadzą swojej energii, ale dodatkowo, ponieważ napięcie obwodu otwartego – tzw. jałowe (bez obciążenia) przed falownikiem osiąga około 1000V, zwiększa się ryzyko  przebicia i zwarcia, a zatem i pożaru.

Sąsiad zapłaci więcej

Rosnące rachunki za energię elektryczną związane są przede wszystkim ze spekulanckimi świadectwami emisyjnymi CO2 oraz z rosnącymi cenami światowymi nośników energii. Astronomiczne w skali kraju dotacje do paneli fotowoltaicznych muszą z czegoś zostać pokryte. Do prosumentów dopłacają wszyscy inni odbiorcy energii elektrycznej. Podczas ostatniego, XIII Europejskiego Kongresu Ekonomicznego w Katowicach we wrześniu 2021 r. zaskoczony byłem postawą przedstawicieli sektora energetycznego. Nie wykazywali najmniejszego zainteresowania, aby zaangażować się w podważenie uczciwości systemu świadectw emisyjnych, ani w podważenie podstaw teorii CO2-centrycznej globalnego ocieplenia, co przecież nie jest aż takie trudne. Sprawiali wrażenie, że niezbyt się wszystkim przejmują, bo cena energii i tak zostanie przeniesiona na ostatecznego odbiorcę, ewentualnie sugerowali wyciągnięcie ręki przez przemysł energetyczny po dotacje państwa (czyli z podatków nas wszystkich). Dodatkowo dystrybutorzy zyskują w jeszcze inny sposób. Fotowoltaika prosumenta, aby ten mógł sprzedać swoją energię, podbija napięcie sieci w swoim sąsiedztwie. Standard w Polsce to 230V. Jeśli panele podbiją napięcie np. do 245V, czyli o 6,5%, to moc kupowana przez sąsiada wzrośnie o 13%. Na szczęście dziać się tak może tylko w godzinach słonecznych. Jednak sąsiad zauważy to w swoich rachunkach.

Wzrost awaryjności urządzeń elektrycznych

Sam obserwowałem, że po zainstalowaniu paneli FV zwiększyły się awarie urządzeń elektrycznych, przede wszystkim oświetlenia, najpewniej związane ze wzrostami napięcia w sieci.

Magazyny energii

W przypadku indywidualnych instalacji niezależnych, tzw. „off-grid” właściciel musi posiadać baterię akumulatorów o odpowiedniej pojemności. Jak wspomniano wyżej – instalacja taka jest kosztowna, w szczególności akumulatory, które co kilka lat muszą być wymieniane i utylizowane.

W instalacjach zależnych – „on-grid” rolę akumulatora energii pełni sieć elektroenergetyczna.

W związku z dążeniem urzędników Unii Europejskiej do dezindustrializacji części Europy, przy okazji nakazują likwidację energetyki tzw. nieodnawialnej na rzecz energetyki tzw. odnawialnej. Nie przypadkowo użyto tu określenie „tak zwanej”, gdyż są to pojęcia umowne i nie zawsze odzwierciedlają pełną prawdę. Sieć, która pełni rolę magazynów, w co najmniej 75% oparta jest o bufor energii, jakim są elektrownie paliwowe i atomowe. Ponieważ wiatraki i fotowoltaika dostarczają energii w sposób niestabilny, elektrownie muszą być odporne na takie skoki. Najbardziej wrażliwe z nich są elektrownie atomowe. Może wycofywanie się Niemiec z energetyki atomowej spowodowane było nie tylko (jak się wydaje) dywersyjnymi działaniami pewnych polityków i partii, lecz jest to prewencja dużego ryzyka awarii w elektrowni atomowej, jaka mogłaby być skutkiem niestabilności OZE w Niemczech? W skali dużych farm wiatrowych lub fotowoltaicznych potrzebne są duże magazyny energii. Przykładowa firma: Pacific Gas & Electric (PG&E) instaluje w Moss Landing w Kalifornii jeden z największych na świecie magazynów energii o pojemności 1,2 GWh. 1,2 GWh skumulowane w jednym miejscu to ładunek odpowiadający ponad 1 kt TNT (kilotona trotylu). To energia taktycznego pocisku jądrowego. Podobnej pojemności magazyny powstać mają wokół Nowego Jorku. Na ile bezpieczna może być taka instalacja w pobliżu terenów zamieszkałych w razie nieprzewidzianej awarii, nie wspominając o możliwości ataku terrorystycznego lub wojennego na tak duży magazyn energii? 

Oddziaływanie rozproszonej energii elektromagnetycznej

Ponieważ inwertery są rodzajem przetwornicy mogą one wprowadzać do sieci elektroenergetycznej zakłócenia, a w swoim otoczeniu być źródłem promieniowania elektromagnetycznego.  Niedawno zauważono, że inwertery instalacji solarnych lokalnie zakłócają systemy łączności używane przez niderlandzką policję i służby ratunkowe.  W niektórych przypadkach obecność inwertera może niekorzystnie wpływać na działanie domowej sieci WIFI. Ponadto zaleca się użytkownikom rozruszników serca niezbliżanie się do inwerterów.  

Gdzie na świecie najkorzystniej instalować panele fotowoltaiczne?

Przyjmując, że obecna, światowa produkcja energii elektrycznej wynosi blisko 100 EJ i dostępna technicznie sprawność instalacji fotowoltaicznych wynosi około 14%, panele fotowoltaiczne musiałyby pokryć obszar dwukrotnie większy od powierzchni Belgii i Holandii razem wziętych. Pomysł nie musiałby być absurdalny, gdyż uważa się, że są to kraje o glebach zatrutych agrochemikaliami, których być może nie szkoda byłoby poświęcić dla instalacji fotowoltaicznych dla dobra ludzkości. Niestety, hedonistyczne apetyty ludzkości na tzw. dobrobyt spowodują w najbliższym czasie zwielokrotnienie zapotrzebowania na energię elektryczną. Inną najbliższą lokalizacją wydaje się Sahara w północnej części Afryki, prawie niezamieszkały ogromny obszar, na którym nasłonecznienie jest dwukrotnie wyższe niż w Polsce. Możliwa do uzyskania energia elektryczna z każdego km2 powierzchni byłaby dwukrotnie wyższa, niż w Polsce, pomimo pewnego (umiarkowanego) spadku wydajności z powodu wyższej temperatury. Taka koncentracja paneli o niskim albedo mogłaby być jednak katastrofalna dla światowego klimatu. Piasek pustyni ma albedo około 40%, a panel fotowoltaiczny 5%. Uwzględniamy  użyteczną energię elektryczną, stanowiącą 14% energii słonecznej. Skutkiem byłoby zwiększenie wydzielania ciepła z około 60% do około 80%, czyli aż o 1/3. Oddziaływanie klimatyczne obejmowałoby nie tylko basen Morza Śródziemnego, nie tylko Europę Zachodnią, Środkową i Północną, Grenlandię, ale i biotop Oceanu Atlantyckiego i Amazonię i Amerykę Północną i część Azji. Do tej pory opisywane były trzy rodzaje bryzy: morska, leśna i bryza miejskiej wyspy ciepła. Dziś już obserwuje się bryzę pochodzącą z farm fotowoltaicznych, a nawet podejrzewa się, że mogła stać się zaczątkiem jednego z niedawnych huraganów w Europie.

Panele fotowoltaiczne jak najbardziej mają rację bytu tam, gdzie istnieją trudności z doprowadzeniem profesjonalnej energetyki, gdzie brak sieci elektroenergetycznej jest przyczyną wykluczenia lokalnych społeczności oraz gdzie mała wydolność sieci energetycznej wymaga takiego wsparcia w czasie dnia. Pomimo niewielkiego spadku sprawności wynikającego z wyższej temperatury, korzystniej jest instalować panele fotowoltaiczne w strefach większego nasłonecznienia.

Czy antropogeniczne ocieplenie jest dla ludzkości niekorzystne?

Jak wspomniano we wcześniejszych artykułach, największy wzrost temperatury związany z globalnym ociepleniem jest obserwowany obiektywnie i postępuje w obszarach wyższych szerokości geograficznych. Ilustracje prasowe, przedstawiające erozję porzuconych gleb i emigracje z państw leżących bliżej równika mają niewiele wspólnego z globalnym ociepleniem. Tam wzrost temperatury nie jest znaczący. Przyczyną migracji są wojny, jałowienie gleb związane z nawadnianiem i wtórną salinizacją oraz używaniem agrochemikaliów, nieopłacalnością upraw w sytuacji, gdy tańszy jest import z terenów płodniejszych rolniczo. Są inne, bardziej prozaiczne, ekonomiczne przyczyny emigracji, a nie globalne ocieplenie. Największe skutki globalnego ocieplenia obserwowane są w Rosji na Syberii, na Alasce, w Skandynawii, Grenlandii. Także w Polsce obserwowane jest wydłużenie sezonu wegetacyjnego. Jest to zjawisko korzystne z rolniczego i ekonomicznego punktu widzenia tych obszarów. Absurdalne więc były wystąpienia Grety Thunberg i kilku innych celebrytek pochodzących z państw, które są największymi beneficjentami globalnego ocieplenia. Jeśli zatem, umiarkowane globalne ocieplenie jest korzystne dla większej części globu, to może masowe instalowanie paneli fotowoltaicznych w jeszcze średniozaawansowanej, dzisiejszej technologii powinno być faktycznie preferowane na świecie? Tyle, że wtedy w łeb bierze straszenie ludzi globalnym ociepleniem powodowanym jakoby przez dwutlenek węgla, co sugerują prezentacje Ala Gore’a, nie do końca zgodne z zasadami fizyki i z obserwowanymi – faktycznymi przyczynami globalnego ocieplenia.

Fotowoltaika przyszłością?

W ostatnich latach obserwuje się ciągły spadek cen paneli fotowoltaicznych i inwerterów. W Europie funkcjonuje kilka milionów instalacji. Coraz większa jest jednak świadomość, że obecnie montowane panele przyczyniają się do dramatycznego globalnego ocieplenia. Można się spodziewać, że w terenach zurbanizowanych, a szczególnie w obszarach dotkniętych skutkami miejskiej wyspy ciepła ta generacja paneli może być wkrótce nie tylko zakazana, ale i nakazana do usunięcia, jak azbest, choć azbest z przyczyn szkodliwości dla zdrowia, zaś panele fotowoltaiczne z uwagi na szkodliwość dla klimatu. Właściciele firm, które ostatnio zbiły potężne majątki na instalacji paneli nie muszą się jednak martwić o przyszłość.  Można się spodziewać, że znajdą zatrudnienie przy demontażu instalacji, mogąc również liczyć na publiczne dotacje. Nie można wykluczyć, że panele o rzeczywistej sprawności 35-40% za 10 lat staną się powszechnie dostępne, a firmy na miejsce usuwanych będą montowały te bezpieczniejsze dla klimatu. Część firm zajmujących się obecnie montażem paneli przebranżowi się na ich utylizację. 

Dodatnie sprzężenie zwrotne: panele FV – klimatyzacja

Jak wspomniano powyżej, energia słoneczna trafiająca w panel w około 5% jest odbijana (albedo) i w około 14% zamieniana na energię elektryczną. Pozostałe 81% zamieniane jest na ciepło przekazywane najczęściej bezpośrednio do otaczającego powietrza. Jeśli bateria takich paneli znajduje się na budynku lub w jego sąsiedztwie, sprawia to podniesienie temperatury wewnątrz, szczególnie dokuczliwe w dni upalne. Zmusza to prosumenta do zakupu klimatyzatora lub klimatyzatorów. Klimatyzatory zużywają od 100 do ponad 1000 W mocy na pomieszczenie. Pozornie prosument się nie martwi, bo niby może mieć darmową własną energię. Wzrost zużycia energii przez klimatyzację może wymusić konieczność zainstalowania dodatkowych paneli fotowoltaicznych. To jeszcze bardziej podnosi temperaturę dachu i otoczenia, a dalej i pomieszczeń. W sumie popyt na panele zwiększa popyt na klimatyzatory, a to z kolei na większe  lub kolejne klimatyzatory. Błędne koło dodatniego sprzężenia zwrotnego dla grzania klimatu.

Inne problemy wynikające z instalacji paneli FV

• Wycinanie drzew, a nawet lasu. Pseudoekologiczni inwestorzy, zainspirowani reklamą i modą, gotowi są wyciąć las lub busz albo wyłączyć teren spod upraw rolniczych po to, aby zbudować „ekologiczną” farmę fotowoltaiczną. Drobni inwestorzy zaś mają inne problemy. Ponieważ większość montowanych paneli nie jest odporna na nawet chwilowe zacienienie, które powoduje wyłączenie części instalacji, inwestor często dopiero po założeniu paneli orientuje się, że drzewo, które dotychczas było źródłem zbawiennego cienia i chłodziło otoczenie domu, trzeba wyciąć, bo w pewnym położeniu słońca potrafi zacienić i zablokować panele. 
• Konieczność czyszczenia powierzchni paneli przynajmniej 2 razy w roku. Kurz, pyły rolnicze, liście, martwe owady, odchody ptasie nie tylko zmniejszają wydajność panelu, ale mogą powodować krytyczne dla ogniwa zacienienie i wyłączenie. Z uwagi na sięgające w zespole paneli napięcie nawet 1000 V, czyszczenie powinno być wykonywane z zachowaniem zasad bezpieczeństwa, a najlepiej zlecane profesjonalnym firmom. Usuwanie śniegu zwykle nie jest konieczne, o ile panele mają odpowiedni spad, gdyż promieniowanie podczerwone przepuszczane jest przez śnieg i ogrzewając taflę panelu, powoduje spływ śniegu. Ponadto w okresie zimowym mamy w Polsce małe nasłonecznienie, a zatem ewentualne straty są znikome. 
• Dach.i ryzyko przekroczenia nośności konstrukcji dachu.
• Konstrukcja nośna paneli może ważyć kilkakrotnie więcej aniżeli same panele. Czasem będzie konieczność wzmocnienia konstrukcji dachu dla bezpieczeństwa budynku.
• Ryzyko rozszczelnienia dachu. Montaż paneli FV na dachu może pociągać za sobą utratę gwarancji na nowy dach budynku.
• Ryzyko powstania pułapki cieplnej pomiędzy panelami i dachem i przekazywania nadmiernego ciepła do poddasza.   
• Panele naziemne zwiększają ryzyko porażenia prądem.
• Pomimo zapewnień akwizytora o 20-letniej gwarancji na same panele, nie obejmuje ona uszkodzeń spowodowanych przez gradobicie lub zwierzęta. Gwarancja pisemna to najczęściej 5 lat (po dłuższym czasie większość firm i tak nie będzie istnieć).
• Z uwagi na bezpieczeństwo i pożary należy się spodziewać, że w całej Unii Europejskiej, także w Polsce powinien zostać wprowadzony obowiązek corocznych pomiarów i przeglądów warunkujących odbiór energii, kontynuację ubezpieczenia, czy gwarancje kredytu.

Marnotrawstwo środków publicznych Unii Europejskiej

Tylko w 2020 roku bezpośrednie dopłaty dla prosumentów z programów krajowych wyniosły 2 mld złotych. Faktycznie poniesione koszty publiczne, w tym urzędnicze i lokalne, mogły sięgać 10 miliardów. Biorąc pod uwagę wydatki indywidualne, środki przeznaczone na fotowoltaikę mogły przekroczyć 30 miliardów tylko w ubiegłym roku. Pracownicy zatrudnieni w tej branży mogliby wykonywać pożyteczną pracę w dziedzinach mniej szkodzących klimatowi. Ponieważ trwonienie środków na dopłaty do fotowoltaiki i innych pseudo-ekologicznych inwestycji trwa w Polsce już od kilku lat, za to mogło powstać w Polsce na przykład 5 elektrowni atomowych. 

W Polsce prawdopodobnie 100% ogniw w panelach fotowoltaicznych jest produkcji Chińskiej Republiki Ludowej. W Polsce nikt nie produkuje ogniw ani inwerterów. Co najwyżej produkujemy do nich ramki i elementy montażowe oraz opakowania. Tak jest obecnie prawie w całej Unii Europejskiej. Polska, obok kilku innych krajów europejskich stała się montownią chińskich paneli. I pomyśleć, że Polska w latach 80-tych należała do czołówki producentów krystalicznego krzemu.

Wnioski

1. Nowoczesna elektrownia węglowa o sprawności 46%  w znacznie mniejszym stopniu przyczynia się do globalnego ocieplenia, aniżeli farma fotowoltaiczna o sprawności 14%.
2. Instalowanie paneli fotowoltaicznych powinno być zakazane w terenach zurbanizowanych, szczególnie tam, gdzie już obserwuje się efekt miejskiej wyspy ciepła.
3. Uświadomienie polityków o dramatycznym wpływie paneli fotowoltaicznych na globalne ocieplenie może wkrótce spowodować nakaz demontażu większości w nich w obszarze Unii Europejskiej.
4. Unia Europejska, która przecież posiada rozwiniętą sieć elektroenergetyczną powinna wycofać się z dotowania instalacji fotowoltaicznych o sprawności poniżej 35%, a rozwój fotowoltaiki pozostawić prawom rynkowym.
5. Czy polska dyplomacja nie powinna zaktywizować profesora Jerzego Buzka, w celu przeciwstawiania się lobbingowi opartemu na przekłamaniach ekologicznych niszczących Europę, a polską gospodarkę w szczególności?
6. Czy lobbyści chińskich bądź rebrandowanych paneli fotowoltaicznych ocieplających klimat na terenie Unii Europejskiej, w świetle przedstawionych powyżej wyliczeń  nie powinni być ścigani przez prawo, a  przynajmniej, czy ich działalność nie powinna być ściśle monitorowana?