Fotowoltaika – jak to działa?

W jaki sposób działają panele fotowoltaiczne? To jedno z najczęstszych pytań, zadawanych przez osoby zastanawiające się nad inwestycją w instalację do pozyskiwania energii słońca. Nie każdy wie, że energia słoneczna już od wielu lat zapewnia zasilanie dla urządzeń takich jak światłą drogowe, boje sygnalizacyjne, czy choćby kalkulatory.

Każdy też na pewno słyszał lub widział, że technologia ta ma zastosowanie w podbojach i badaniach kosmosu. Od kilkunastu lat technologia pozyskiwania energii ze słońca coraz powszechniej wchodzi do naszego życia, do naszych domów.

Coraz większa liczba właścicieli budynków interesuje się działaniem paneli fotowoltaicznych oraz zyskom finansowym, jakie inwestycja w takie panele może przynieść. Dodatkowym atutem instalacji solarnej jest uniezależnienie się od wahań cen energii elektrycznej oraz brak negatywnego wpływu takiego źródła energii na środowisko.

Jak zbudowane są ogniwa fotowoltaiczne?

Najważniejszym elementem składowym typowego ogniwa fotowoltaicznego jest krzem krystaliczny. To właśnie dzięki zastosowaniu tego pierwiastka możliwe jest uzyskanie wysokiej efektywności zamiany energii słonecznej w energię elektryczną. Ogniwa fotowoltaiczne zbudowane są z z dwóch warstw półprzewodnika (P i N), między którymi występuje różnica potencjałów.

Wyróżniamy trzy generacje ogniw.

Ogniwa fotowoltaiczne pierwszej generacji:

  • Ogniwa monokrystaliczne. Aktualnie najbardziej popularne. Wytwarzane z jednego kryształu krzemu, o uporządkowanej strukturze wewnętrznej, zapewniającej bardzo wysoką sprawność i długi czas przydatności do użycia. Minus ogniw monokrystalicznych – są dosyć drogie.
  • Ogniwa polikrystaliczne. Znacznie tańsze niż ogniwa monokrystaliczne. Produkowane są z płytek krzemowych o nieregularnej strukturze wewnętrznej. Niska cena przyczyniła się do wysokiej popularności tego rodzaju ogniw. Ich słabą stroną jest jednak niska sprawność.

Ogniwa fotowoltaiczne drugiej generacji:

  • Ogniwa amorficzne. Produkowane poprzez nakładanie cienkich warstewek krzemu na podłożu szklanym, stalowym lub z tworzywa sztucznego. Charakteryzują się niską sprawnością i używane są zwykle do zasilania niewielkich urządzeń.
  • Ogniwa polikrystaliczne. Wytwarzane z mieszanki pierwiastków: miedzi, indu, gali, selenu.
  • Ogniwa HIT (Heterojunction with Intrinsic Thin layer). W ich budowie wykorzystano pojedynczą warstwę monokrystalicznego krzemu. Cechami wyróżniającymi ten rodzaj ogniw jest bardzo wysoka wydajność, szczególnie przy wysokiej temperaturze, oraz niewielka grubość.

Ogniwa trzeciej generacji (działają na innych zasadach niż ogniwa generacji I i II, nie ma tutaj warstw P i N, nie są na razie wykorzystywane do instalacji na budynkach):

  • Ogniwa barwnikowe,
  • Ogniwa organiczne.

Jak działa ogniwo fotowoltaiczne?

Pod wpływem działania energii z promieni słonecznych w ogniwie fotowoltaicznym zachodzi efekt fotowoltaiczny, w którym powstaje prąd stały. Prąd stał trafia do urządzenia, które przekształca go w prąd zmienny (falownika), który może być wykorzystywany do zasilania urządzeń lub wytwarzania ciepła. Wytwarzany w ten sposób ma pierwszeństwo nad energią płynącą z zakładu energetycznego, co gwarantuje wykorzystywanie w pierwszej kolejności energii wytworzonej przez instalację solarną, a dopiero w drugiej kolejności, w przypadku niedoborów energii, pobieranie prądu z zakładu energetycznego. Jeżeli panele fotowoltaiczne w naszej instalacji wytworzą więcej energii niż możemy na bieżąco zużyć – jej nadmiar zostanie przekazany do sieci a rozliczenie za takie przekazanie nastąpi na zasadach określonych w umowie.

Sprawdź także

Dodaj komentarz

Your email address will not be published. Required fields are marked *