Co to jest i jak działa fotowoltaika?

Fotowoltaika jest dziedziną nauki, która zajmuje się procesem przetwarzania energii słonecznej na energię elektryczną. Wykorzystanie zjawiska fotowoltaicznego jest rozwiązaniem niezwykle ekologicznym, ponieważ wykorzystuje energię niewyczerpalną i nie niesie ze sobą żadnych skutków ubocznych dla środowiska. W niniejszym artykule opowiemy o pozostałych zaletach fotowoltaiki oraz na czym ona polega.

Co to jest fotowoltaika?

Energia z udziałem fotowoltaiki wytwarzana jest poprzez zjawisko konwersji promieniowania słonecznego w prąd elektryczny. Do tego celu wykorzystywane są natomiast cienkowarstwowe panele fotowoltaiczne. Wytworzona przez nie energia trafia do falownika, inaczej inwertera, gdzie zostaje przekształcona w prąd zmienny, nadający się do zasilania domowych urządzeń elektrycznych. Nadwyżki wyprodukowanej w ten sposób energii trafiają do sieci dystrybucyjnej. Można je później wykorzystać lub odsprzedać dystrybutorowi. Taki sposób pozyskiwania energii jest doskonałą alternatywą dla energii wiatrowej, pływów morskich czy biomasy.

Jak działa fotowoltaika?

Proces wytworzenia energii elektrycznej ze słońca składa się z kilku etapów. Pierwszym z nich jest zamontowanie w odpowiednim miejscu, najczęściej na dachu budynku, specjalnych ogniw fotowoltaicznych. Panele słoneczne montuje się w stronę południową, co daje możliwość przechwytywania większych ilości promieni słonecznych. W celu uzyskania większej ilości energii można połączyć je natomiast w tak zwane moduły fotowoltaiczne. Ogniwa paneli to materiał półprzewodnikowy, który przewodzi ładunek elektryczny dzięki działaniom czynników zewnętrznych, takich jak temperatura i promieniowanie słoneczne. W ogniwach zachodzi zjawisko fotowoltaiczne, gdzie energia słoneczna zostaje przekształcona w prąd stały.

Budowa panelu słonecznego

Ogniwo paneli słonecznych najczęściej zbudowane jest z krzemu i dwóch warstw półprzewodnika. Pierwsza warstwa, zwana warstwą typu n, to atomy, które posiadają większą liczbę elektronów na ostatniej z powłok. Oznacza to, że charakteryzuje się ona ładunkiem ujemnym. Druga warstwa natomiast, zwana warstwa typu p, to warstwa wyposażona w atomy, które posiadają puste miejsca po elektronach. Jest więc zatem ładunkiem dodatnim. W miejscu połączenia obu warstw atomy mieszają się, tworząc złącze typu p-n o obojętnym ładunku elektrycznym.

Jak działa panel słoneczny?

Energia elektryczna powstaje tylko w momencie kiedy na panele pada światło słoneczne. Promienie te stają się fotonami, które zostają wchłaniane przez elektrony. Na skutek tego, elektrony zostają „wybite” z powłok i krążą swobodnie po materiale w warstwie typu n, a w warstwie typu p zwiększa się ilość atomów z dziurami. W ten sposób powstaje napięcie, czyli różnica ładunków na obydwu warstwach. Zamknięcie obwodu elektrycznego poprzez podłączenie odbiornika, powoduje przepływ wolnych elektronów w kierunku dodatnim. Przepływ ten jest uporządkowany i tworzy prąd.

Co to jest ogniwo fotowoltaiczne?

Ogniwa fotowoltaiczne najczęściej zbudowane są z krzemu, który jest materiałem półprzewodnikowym. Krzem pod wpływem dostarczanej energii zmienia się z izolatora w przewodnik. Wyróżnia się trzy odmiany krzemu:

• Krzem monokrystaliczny – posiada silnie uporządkowaną strukturę. Ten rodzaj krzemu gwarantuje najwyższą efektywność przetwarzania energii słonecznej. Bada się to, określając tzw. sprawność. W tym przypadku kształtuje się ona na poziomie 15-19%.
• Krzem polikrystaliczny – ma mniej uporządkowaną strukturę. Sprawność, jaką osiąga, waha się w granicach 14-16%.
• Krzem amorficzny – nie ma postaci kryształu, jego struktura jest mocno chaotyczna. Powoduje to, że sprawność takiego modułu jest bardzo niska i kształtuje się na poziomie 9-14%.

Jak energia z paneli fotowoltaicznych trafia do gniazdek?

Prąd, który wytworzą panele, trafia do falownika. Tam zostaje przekształcony w prąd zmienny, który ma parametry odpowiednie dla naszych gniazdek elektrycznych. Falownik dodatkowo kontroluje jego parametry i dostosowuje do naszej sieci oraz w przypadku jakiejkolwiek awarii odłącza dostęp prądu. W przypadku mocno nasłonecznionego obszaru zdarza się, że panele wytwarzają więcej energii, niż w bieżącym momencie jesteśmy w stanie zużyć. Niewykorzystana energia trafia wówczas do sieci elektrycznej i możemy ją odsprzedać dystrybutorowi.

Jaką moc instalacji fotowoltaicznej wybrać?

W celu wybrania właściwej ilości paneli fotowoltaicznych powinniśmy określić osobiste zapotrzebowanie na prąd i na tej podstawie dobrać odpowiednią instalację. Moc poszczególnych instalacji zależy od kilku czynników. Znaczenie ma tutaj wielkość dachu, ekspozycja jego powierzchni na słońce oraz kąt nachylenia paneli słonecznych. W przypadku kiedy dach skierowany jest na wschód-zachód lub występuje duże zacienienie, należy wybrać większą moc instalacji.

Fotowoltaika – opłacalność inwestycji

Inwestycja w montaż paneli fotowoltaicznych jest opłacalna. Jest to bowiem rozwiązanie ekologiczne, które ma pozytywny wpływ na środowisko i umożliwia znaczące oszczędności finansowe, szczególnie w dłuższej perspektywie. Przy odpowiednim doborze mocy instalacji możliwa jest całkowita rezygnacja z energii elektrycznej pochodzącej od dystrybutora, co zniweluje wszelkie opłaty za prąd od dystrybutora.

Zwrot inwestycji w panele słoneczne jest możliwy już w ciągu 7-10 lat. Czas ten można skrócić nawet o 2 lata przy wykorzystaniu europejskiego dofinansowania w zakresie inwestycji w odnawialne źródła energii.

Zalety pozyskiwania prądu z energii słonecznej

• Fotowoltaika pod względem generowania energii stanowi przyszłość naszej planety.
• Panele słoneczne to synonim długofalowej oszczędności finansowej, ze względu na znacznie niższe koszty pozyskiwanego w ten sposób prądu (nawet o 90%).
• Pozyskiwanie prądu metodą fotowoltaiczną pozwala na magazynowanie „magazynowanie” wygenerowanego prądu w nadwyżce i zużycie go w preferowanym momencie, np. w miesiącach cechujących się ograniczonym dostępem do promieni słonecznych.
• Montaż systemów fotowoltaicznych zazwyczaj nie wymaga modyfikacji instalacji elektrycznej, ani żadnego przygotowania w kontekście architektonicznych czy budowlanym.
• Instalacja fotowoltaiczna jest bezobsługowa.
• Na montaż instalacji fotowoltaicznej w swoim domu możliwe jest uzyskanie dotacji z Unii Europejskiej.
• Fotowoltaika jest prężnie rozwijającą się branżą, co wpływa na sukcesywny spadek kosztów związanych z tego typu inwestycją. Aspekt ten jest tym bardziej korzystny ze względu na wzrost cen prądu pochodzącego z sieci.

Stahler – FreeSolarEnergy

Firma Stahler oferuje najwyższej jakości usługi na rynku zarówno w zakresie montażu instalacji fotowoltaicznych dla firm, jak i prywatnych domów mieszkalnych. Nasi klienci mogą liczyć na kompleksową opiekę, do której zalicza się:

• fachowe doradztwo,
• pomoc i kontrola w kwestii dopinania wszelkich formalności zarówno z samym montażem paneli, jak i uzyskaniu dotacji w tym zakresie,
• profesjonalny montaż, którego pomyślność zagwarantuje satysfakcję z instalacji na kolejne kilkadziesiąt lat,
• serwis, którego nikt nie wykona lepiej, niż „firma macierzysta” instalacji.

Do każdego projektu instalacji paneli słonecznych podchodzimy w pełni indywidualnie. Naszym klientom chcemy dawać poczucie bezpieczeństwa i zaufania, które w znaczący sposób redukują stres i niepewność związaną z tego typu inwestycją. Serdecznie zapraszamy na rozmowę wstępną z naszych sztabem ekspertów, który z chęcią sporządzi spersonalizowaną ofertę montażu paneli słonecznych na terenie danej posiadłości lub zakładu.

FAQ – najczęściej zadawane pytania

1. Co to jest fotowoltaika?

Jest to wytwarzanie prądu przy wykorzystaniu promieni słonecznych. Zjawisko fotowoltaiczne Prąd najczęściej wykorzystuje się na własny użytek, do zasilania urządzeń domowych.

2. Od czego zależy moc instalacji, jaką powinniśmy zainstalować?

Moc optymalnej instalacji fotowoltaicznej jest zależny od określonego zapotrzebowania na prąd, a także takich czynników jak: wielkość dachu, ekspozycja na słońce oraz kąt nachylenia.

3. Z jakiego materiału zbudowane są ogniwa fotowoltaiczne?

Z krzemu, który może być monokrystaliczny, polikrystaliczny lub amorficzny.

4. Kiedy opłaca się inwestować w fotowoltaikę?

Inwestycja w panele fotowoltaiczne opłaca się w przypadku domków jednorodzinnych, którego dach wyeksponowany jest na słońce.