Czym jest ogniwo fotowoltaiczne i jak działa?
Z pewnością słyszałeś już niejednokrotnie o fotowoltaice. Panele fotowoltaiczne, które służą do konwersji promieni świetnych w energię elektryczną, składają się z pojedynczych modułów, zwanych ogniwami fotowoltaicznymi. Chociaż widoczne na farmach PV i indywidualnych instalacjach nadachowych elementy są pokaźnych rozmiarów, pojedyncze ogniwo jest stosunkowo niewielkie. Z czego jest zbudowany i jaka jest jego rola?
Z czego składa się panel fotowoltaiczny?
Sercem każdej instalacji fotowoltaicznej jest pojedyncze ogniwo. To płaski panel niewielkich rozmiarów (liczony w kilkunastu centymetrach), który zbudowany jest z materiałów półprzewodnikowych. Do ich produkcji wykorzystuje się pierwiastki, które mają również jak największą liczbę elektronów walencyjnych (to te, które znajdują się na ostatniej powłoce atomowej). Przebieg konwersji energii słonecznej w prąd elektryczny zachodzi najszybciej właśnie przy udziale takich pierwiastków, dlatego panele PV zbudowane są najczęściej z krzemu, selenu i germanu.
Jednak pojedyncze ogniwo o małych rozmiarach nie jest w stanie wyprodukować na tyle energii elektrycznej, by zasilać urządzenia a tym bardziej gospodarstwa domowe, czy firmy. Kluczowe jest ich szeregowe połączenie. Bez tego uzyskiwane parametry prądowe byłyby w okolicach 0.5 V i ok. 1.8-2 W. Nie trzeba znać się specjalnie na elektryce, by wiedzieć, że takie wartości nie są w stanie zaspokoić potrzeb praktycznie żadnego urządzenia. Co więc trzeba zrobić?
Instalacja fotowoltaiczna a liczba paneli słonecznych
Wyciągając wnioski z powyższych informacji, widzisz, że potrzeba mnóstwo takich pojedynczych elementów dla wytworzenia użytecznego prądu elektrycznego. Dlatego skuteczna fotowoltaika polega na szeregowym łączeniu ze sobą paneli słonecznych, których rozmiary zazwyczaj oscylują w granicach 165/100 cm. Taki panel w warunkach dobrego nasłonecznienia jest w stanie wygenerować prąd o mocy 300 W. Napięcie nie przekracza wartości ok. 32-33 V. Dlatego dla zapewnienia optymalnych warunków pracy takiego systemu trzeba zainstalować przynajmniej kilkanaście paneli.
Czy instalacja fotowoltaiczna w Polsce się opłaca?
Jest kilka powodów, dla których warto zainteresować się tym właśnie tematem. Po pierwsze Polska ma bardzo dobre warunki nasłonecznienia, co w połączeniu z niską temperaturą średnią w cyklu rocznym daje sporą wydajność paneli. Poza tym dostępna jest technologia umożliwiająca niezawodną pracę instalacji przez wiele lat. Same panele też nie są takie drogie, jak jeszcze kilka lat temu. W wielu przypadkach możliwe jest też skorzystanie z rządowych dopłat.
Jeśli więc jesteś zainteresowany tematyką fotowoltaiki, skontaktuj się z nami, by poznać więcej szczegółów.
