Jak działają ogniwa fotowoltaiczne?

Jak powstały współcześnie działające panele fotowoltaiczne?

Panele fotowoltaiczne można przyrównać do samochodów napędzanych silnikami elektrycznymi. Podobnie jak one zostały one wynalezione i opracowane już dawno, dawno temu. Rozwój fotowoltaiki przypada bowiem na XIX wiek. W 1839 roku Antoine Becquerel odkrył zjawisko fotowoltaiczne (tzw. efekt fotowoltaiczny). Wtedy jednak odkrycia ten nie miały wymiaru komercyjnego i nie sądzono jeszcze, że mogą doprowadzić do takiego stanu rzeczy, jak dzisiaj. Pierwsze panele fotowoltaiczne powstały znacznie później, bo w latach 50. XX wieku. Modele te charakteryzowały się stosunkowo niską sprawnością energetyczną (ok. 5% – 6%).

Współcześnie tworzone panele fotowoltaiczne zapewniają wydajność energetyczną rzędu 17% – 23% i są pod każdym względem efektywniejsze. Dzięki inwestycji w panele fotowoltaiczne zyskać można znaczne oszczędności. Tylko od użytkownika zależy to, czy instalacja ma pomóc w obniżeniu rachunków za prąd, czy też ma zapewniać całkowitą niezależność energetyczną gospodarstwa domowego.

Jak działają panele fotowoltaiczne?

Odpowiedź na pytanie, jak działają panele fotowoltaiczne, kryje się w tzw. efekcie fotowoltaicznym. Panele solarne składają się z ogniw PV, które wypełnione są półprzewodnikiem – najczęściej krzemem. Kiedy światło słońca pada na powłokę paneli, promieniowanie słoneczne pobudza elektrony znajdujące się w półprzewodniku ogniwa. Elektrony krzemu przechodzą na wyższy poziom elektryczny i zaczynają przemieszczać się między elektrodami. Na skutek tak zainicjowanych ruchów powstaje różnica potencjałów. Dzięki niej powstaje energia elektryczna w postaci prądu stałego. Reasumując, jak działają panele fotowoltaiczne? Urządzenia te wykorzystują właściwości półprzewodników. Pod wpływem padania promieniowania słonecznego na panel wewnątrz urządzenia powstaje efekt fotowoltaiczny i generowana jest darmowa, przyjazna środowisku, energia elektryczna.

Wejdź na Ekofachowcy.pl, porównaj oferty na fotowoltaikę w Twojej okolicy i umów się na darmową konsultację!

Jak wygląda schemat działania paneli fotowoltaicznych?

Panele fotowoltaiczne generują prąd stały, ale by można było z niego korzystać, konieczne są pozostałe elementy systemu fotowoltaicznego. Standardowy schemat fotowoltaiki dla gospodarstwa domowego obejmuje następujące podzespoły:

• moduły fotowoltaiczne – jeden moduł składa się z kilku poszczególnych paneli fotowoltaicznych,
• inwerter / mikroinwertery – urządzenia niezbędne do kontrolowania pracy systemu, wydajności paneli i przede wszystkim zamiany prądu stałego na zdolny do użytkowania prąd zmienny,
• licznik dwufazowy – w instalacjach typu on-grid umożliwia magazynowanie wytworzonej energii (przesył do sieci energetycznej), dzięki czemu w razie potrzeby można pobrać prąd po preferencyjnych warunkach cenowych,
• pozostałe komponenty systemu – opcjonalne akumulatory, okablowanie podłączeniowe, oprogramowanie kontrolne, stelaż konstrukcyjny nadachowy lub nagruntowy.

Jakie są rodzaje paneli fotowoltaicznych i różnice w ich działaniu?

Wyróżniamy trzy główne rodzaje paneli fotowoltaicznych ze względu na typ konstrukcji: panele monokrystaliczne, panele polikrystaliczne i amorficzne. Zdecydowanie najbardziej popularne są panele fotowoltaiczne polikrystaliczne. Można je rozpoznać po niebieskawej barwie. Są one nieco mniej efektywne energetycznie w porównaniu do monokrystalicznych, ponieważ składają się z różnych kryształów krzemu. Opłacalność inwestycji ze względu na ich niższy koszt jest jednak wyższa. Każdy typ panelu ma swoje wady i zalety, dlatego inwestycję należy dobrać nie pod kątem ogólnej charakterystyki, ale indywidualnego zapotrzebowania.

Gdzie mogą być zainstalowane panele fotowoltaiczne?

Sposób działania paneli fotowoltaicznych, a konkretnie ich efektywność, w pewnym stopniu zależy od położenia. Optymalne warunki dla ogniw to kąt pochylenia wynoszący ok. 45 stopni. Istnieje jednak możliwość montażu instalacji fotowoltaicznej na dachu lekko skośnym lub dachu płaskim (stropodachu).
Fotowoltaika nie musi być zamontowana na dachu. Coraz popularniejsze są instalacje nagruntowe. Wymagają one sporej powierzchni, która musi być stabilna, ale dla osób, które mają niezagospodarowane większe części posesji, instalacja nagruntowa będzie doskonałym wyborem. Panele układane są wówczas na specjalnie przygotowanym stelażu konstrukcyjnym i ustawiane pod kątem 45 stopni w kierunku południowym (jeśli to możliwe).

Jak działa magazynowanie energii przy panelach fotowoltaicznych?

Zastanawiając się, jak działają panele fotowoltaiczne, nie sposób nie poruszyć kwestii magazynowania energii. Przy obecnym stanie prawnym – po nowelizacji ustawy OZE – nie istnieje możliwość odsprzedawania energii elektrycznej z fotowoltaiki. Zamiast tego jednak można zostać prosumentem, czyli osobą, która jest jednocześnie producentem i konsumentem energii. Decydując się na instalację paneli fotowoltaicznych w systemie profesjonalnym on-grid, można przesyłać sieci energetycznej nadwyżki prądu. Zazwyczaj ma to miejsce latem. Następnie zaś, w razie potrzeby, można zakupić energię z sieci. Dzięki wcześniejszemu jej oddaniu można pobrać prąd na preferencyjnych warunkach cenowych, co w dobie nieustających podwyżek rachunków za prąd jest bardzo ważne!