Jak właściwie działa fotowoltaika?

Energia elektryczna - podobnie jak wszystkie inne dobra - z roku na rok staje się coraz droższa. Ten fakt oraz rosnąca świadomość na temat ochrony środowiska powoduje, że coraz więcej Polaków interesuje się alternatywnymi metodami pozyskiwania tej energii do swojego użytku. Dużą popularność zyskały między innymi instalacje fotowoltaiczne, które powoli stają się standardowym elementem miejskiego krajobrazu. W jaki sposób działa taki system?

Jak zbudowana jest instalacja fotowoltaiczna?

Aby móc omówić działanie instalacji fotowoltaicznej, należy przyjrzeć się jej konstrukcji. W skład takiego systemu wchodzi cały szereg urządzeń. Są to:

·       Panele fotowoltaiczne – to najważniejszy element instalacji. Każdy z paneli zbudowany jest z mniejszych ogniw fotowoltaicznych. Ilość zastosowanych paneli uzależniona jest od docelowej wydajności instalacji

·       Inwerter – czyli falownik, odpowiedzialny za przekształcenie prądu stałego na prąd zmienny

·       Licznik zużycia i produkcji energii

·       Akumulator z regulatorem ładowania

oraz oczywiście okablowanie, które łączy wszystkie elementy w całość i zapewnia połączenie z domową instalacją elektryczną. 

Jak to wszystko działa?

Działanie instalacji fotowoltaicznej oparte jest na wykorzystaniu tzw. zjawiska fotowoltaicznego. Na czym ono polega?

- Każde ogniwo wchodzące w skład panelu fotowoltaicznego zbudowane jest z dwóch warstw materiału półprzewodnikowego, którym zazwyczaj jest krzem – wyjaśnia przedstawiciel firmy Pure Energy – Warstwy te posiadają nieco inną strukturę atomową. W jednej z nich, oznaczanej jako warstwa typu n, atomy posiadają większą liczbę elektronów na ostatniej z powłok, przez co charakteryzują się ładunkiem ujemnym. W drugiej atomy posiadają puste miejsca po atomach, czyli tzw. dziury. Przez to mają ładunek dodatni. Razem tworzą one złącze typu p-n, w którym elektrony z warstwy n zapełniają dziury z warstwy p. W momencie, kiedy na ogniwo padają fotony, a więc cząsteczki będące nośnikiem energii słonecznej, dochodzi do absorpcji tej energii i wybicia elektronów z powłok atomów w warstwie n. W ten sposób dochodzi do powstania różnicy ładunków na obydwu warstwach. Uwolnione elektrony chcą naturalnie powrócić na swoje dawne miejsce – to właśnie ich uporządkowany ruch w kierunku dziur na warstwie p generuje prąd elektryczny. Im wyższe jest natężenie światła słonecznego, tym intensywniejsze jest tempo „wybijania” elektronów i ich powrotu na swoje miejsce.

Co dalej dzieje się z energią?

Na tym praca instalacji elektrycznej się nie kończy – prąd powstający w ogniwach to prąd stały, tymczasem urządzenia, z których korzystamy w domu zasilane są prądem zmiennym. Dlatego instalacja musi być wyposażona w inwerter – falownik. Jego zadaniem jest nie tylko przekształcenie prądu stałego w zmienny, ale również kontrola całej instalacji, między innymi dopasowanie parametrów generowanego prądu do parametrów instalacji elektrycznej. Ilość wyprodukowanej w ten sposób energii jest mierzona przez licznik, który mierzy również ilość energii pobranej i odesłanej do sieci.

Czy warto korzystać z instalacji fotowoltaicznej?

Instalacja fotowoltaiczna nie bez przyczyny cieszy się coraz większym uznaniem wśród Polaków. Głównym powodem są oczywiście ogromne oszczędności – w okresach najwyższej wydajności możemy dzięki instalacji dopasowanej do potrzeb naszego gospodarstwa praktycznie w całości wyeliminować konieczność pobierania prądu od dostawców. W okresie zimowym, kiedy wydajność instalacji spada możemy skorzystać z systemu upustów, który pozwoli nam korzystać z energii z sieci przy minimalnych opłatach. Warto również zwrócić uwagę na szeroki wybór programów dofinansowania inwestycji, dzięki którym możemy zbudować instalację na dachu domu po bardzo niskich cenach. Krótko mówiąc: z ekonomicznego punktu widzenia instalacje fotowoltaiczne to opłacalne rozwiązanie, zarówno dla firm i gospodarstw rolnych, jak i dla osób prywatnych.