Ekologia każdego dnia nabiera coraz większe znaczenie w naszym życiu. Podejmujemy świadome wybory, które mają na celu ochronę środowiska. Jak połączyć ekologię i współczesny świat? Chcemy oddychać świeżym powietrzem, ale również korzystać z nowoczesnych technologii, które nie istnieją bez prądu. Energia elektryczna ze słońca to ekologia, oszczędność i nowoczesność. Jak działa fotowoltaika? W jaki sposób energia słoneczna zostaje zamieniona na prąd w naszych gniazdkach?

Instalacja fotowoltaiczna zamienia darmowe promienie słoneczne na energię elektryczną. Rozwój fotowoltaiki jest bardzo dynamiczny i wykorzystuje trzecie, co do wielkości źródło energii odnawialnej na świecie. Początkowo fotowoltaika była wykorzystywana do zasilania niewielkich urządzeń przenośnych takich jak; kalkulatory, lampki, zegarki i parkometry. Obecnie wysoka technologia i liczne badania pozwalają na; ogrzewanie pomieszczeń, wody oraz zasilania urządzeń domowych. Fotowoltaika wychodzi naprzeciw degradacji środowiska naturalnego. Dodatkowo zabezpiecza przed nieustępującymi podwyżkami cen prądu.

Jak działa fotowoltaika?

Uzyskanie energii elektrycznej z instalacji fotowoltaicznej odbywa się etapami. Jak działa fotowoltaika? Nieodłącznym elementem instalacji są ogniwa fotowoltaiczne, które połączone w moduły fotowoltaiczne, są w stanie wytworzyć znacznie większą ilość energii. To właśnie w nich zachodzi zjawisko fotowoltaiczne, które przekształca energię słoneczną na prąd stały. Ogniwa fotowoltaiczne produkowane są z półprzewodnika, jakim jest krzem. Przewodzą one ładunek elektryczny w wyniku działania czynników zewnętrznych m.in. w postaci temperatury lub promieniowania słonecznego. Na panel fotowoltaiczny składa się grupa modułów zasilająca jeden falownik. Ostatnią składową instalacji fotowoltaicznej jest konstrukcja wsporcza, która pozwala na montaż fotowoltaiki na dachu lub gruncie. Jej zadaniem jest stabilizacja całego układu.

Jak energia ze słońca trafia do gniazdka elektrycznego?

Moduły fotowoltaiczne przekazują powstały w nich prąd do falownika. Głównym zadaniem falownika jest przekształcenie otrzymanej energii na prąd zmienny – zgodny ze znajdującym się w gniazdkach domowych. Dodatkowo monitoruje on pracę fotowoltaiki. Falownik dopasowuje również parametry generowanego prądu do parametrów sieci domowej. Ponadto automatycznie się wyłączy w przypadku wykrycia awarii. Dzięki niemu możemy również monitorować produkcję instalacji fotowoltaicznej. Jeżeli zastanawiasz się jak obliczyć zapotrzebowanie oraz co dzieje się z niewykorzystaną energią – przeczytaj nasz poprzedni artykuł.

Jak zbudowane są ogniwa fotowoltaiczne?

Ogniwa fotowoltaiczne zbudowane są z półprzewodnika, jakim jest najczęściej krzem. To właśnie on pod wpływem dostarczonej energii zamienia się z izolatora w przewodnik. Ze względu na jego strukturę wyróżnia się trzy odmiany; krzem monokrystaliczny, polikrystaliczny oraz amorficzny.

Krzem monokrystaliczny wyróżnia się najwyższą efektywnością przetwarzania energii ze słońca na energię elektryczną, dzięki silnie uporządkowanej strukturze. Efektywność – tzw. sprawność modułu monokrystalicznego określa się na poziomie od 15 do 19%. W praktyce energia ze słońca padająca na 1m2 ogniwa zostaje przekształcona w maksymalnie 19%.

Krzem polikrystaliczny cechuje się mniej uporządkowaną strukturą oraz większą ilością defektów. Dlatego też sprawność modułu polikrystalicznego określa się na poziomie od 14 – 16%. Ostatni jest krzem amorficzny, który ze względu na brak postaci kryształu – cechuje się najmniej uporządkowaną strukturą oraz dużą ilością skaz. Sprawność modułów amorficznych to zaledwie od 9 – 14 %.

Najwyższą sprawnością wyróżniają się moduły mono- i polikrystaliczne. Dlatego też, z powodzeniem są one podstawą do budowy instalacji fotowoltaicznych na dachach lub gruncie. Ogniwa monokrystaliczne są o wiele trudniejsze, a więc i droższe w produkcji niż ich polikrystaliczne odpowiedniki.

Efekt fotowoltaiczny

Definicja efektu fotowoltaicznego wyjaśnia, iż jest to zjawisko polegające na generowaniu nośników ładunku w półprzewodniku pod wpływem działania promieniowania słonecznego. Zjawisko to zachodzi wewnątrz struktury materiału. Elektrony znajdujące się w krysztale krzemowym pod wpływem promieni słonecznych zostają wzbudzone, a następnie wybite. W wyniku zmiany położenia pomiędzy elektrodami, powstaje różnica potencjałów. Ich wynikiem jest stały prąd elektryczny.

Odpowiadając na pytanie; jak działa fotowoltaika? Prąd stały powstały w modułach fotowoltaicznych trafia do falownika, który zamienia go na prąd przemienny. Dzięki niemu możemy cieszyć się darmową energią elektryczną w naszych domach.