Fotowoltaika - jak to działa?

Fotowoltaika, bo o niej mowa, to nauka, która zajmuje się przetwarzaniem energii słońca na energię elektryczną. Wykorzystuje do tego procesu zjawisko fotowoltaiczne.

Jak to działa?

Energię ze słońca można pozyskiwać praktycznie wszędzie. To właśnie dostępność sprawiła, że początkowo energię słoneczną wykorzystywano do zadań specjalnych. Takich jak zasilanie boi morskich, sygnalizacji świetlnej, urządzeń i stacji pomiarowych, znajdujących się z dala od cywilizacji czy satelitów, krążących po orbicie naszej planety. W miarę jak panele fotowoltaiczne stały się szerzej dostępne, promienie słoneczne można było zacząć wykorzystywać do tak codziennych i przyziemnych zadań, jak zasilanie domów.

Głównym elementem instalacji fotowoltaicznej są ogniwa fotowoltaiczne, o konstrukcji zbudowanej na bazie krzemu krystalicznego. Krzem umożliwia niezwykle efektywną zamianę energii słonecznej, w energię elektryczną. Pod wpływem promieniowania świetlnego w ogniwach zachodzi zjawisko fotowoltaiczne, którego produktem jest siła elektromotoryczna. Powstały w ten sposób prąd stały przesyłany jest do falownika. Czyli do urządzenia, które przekształca prąd stały w prąd zmienny, który może być wykorzystywany do zasilania urządzeń i instalacji lub ogrzewania budynku.

Co się dzieje, kiedy instalacja wytworzy za mało lub zbyt dużo energii?

Energia elektryczna wytwarzana przez instalację fotowoltaiczną ma pierwszeństwo nad energią, pobieraną z sieci, która pochodzi z elektrowni. Dzięki temu najpierw wykorzystywana jest energia generowana przez instalację solarną, a dopiero potem, w przypadku niedoboru, system przełącza się na pobieranie energii z sieci.

Nie należy również obawiać się sytuacji, że energii będzie zbyt dużo. Jeżeli instalacja wytworzy nadwyżkę, zostanie ona przekazana do sieci. Nadprodukcja energii elektrycznej będzie mogła do nas wrócić – wieczorem lub np. w miesiącach zimowych, gdy słońca będzie mniej.

Jak jest zbudowana instalacja fotowoltaiczna?

Podstawowymi elementami instalacji fotowoltaicznej są:

• panele fotowoltaiczne,
• falownik,
• okablowanie,
• system mierzący ilość powstającej energii oraz jej zużycie,
• elementy służące do montażu na konkretnym podłożu.

Wyróżnia się trzy generacje ogniw (paneli). Najczęściej wybieranymi są ogniwa monokrystaliczne pierwszej generacji. Gwarantują one długą przydatność do użycia, bez obniżania efektywności pozyskiwania energii. Zwykle producenci tego typu ogniw obejmują je gwarancją, trwającą aż 25 lat. Drugim typem ogniw pierwszej generacji, są ogniwa polikrystaliczne, zbudowane z płytek krzemowych. Ogniwa polikrystaliczne są również wybierane dosyć często, jednak warto wiedzieć, że za niższą ceną stoi także niższa wydajność, niż w przypadku ogniw monokrystalicznych.

Czy to się opłaca?

Instalacja fotowoltaiczna wytwarza energię elektryczną nie tylko w słoneczne dni, ale również w dni, gdy niebo przesłonięte jest szczelnym płaszczem z chmur. Zakup instalacji fotowoltaicznej to niemal wydatek, jednak warto wiedzieć, że inwestycja szybko zaczyna się zwracać, a rachunki za energię elektryczną z sieci ulegają dużemu obniżeniu. Zwrot inwestycji w fotowoltaikę następuje szybciej niż np. zwrot inwestycji w ekologiczny kocioł klasy 5.