Czym są ogniwa fotowoltaiczne?
Zgodnie z definicją ogniwa fotowoltaiczne stanowią urządzanie służące przekształceniu energii fotonów (światła słonecznego) na energię elektryczną. Pierwszym krokiem jest przekształcenie światła słonecznego padającego na ogniwo w prąd stały. Następnie za pomocą falownika prąd stały zostaje przekształcony w prąd zmienny, który można używać w postaci energii elektrycznej do oświetlenia bądź ogrzania gospodarstwa domowego.
Z czego zbudowane jest ogniwo fotowoltaiczne?
Najbardziej istotnym składnikiem, z którego zbudowane jest ogniwo fotowoltaiczne jest krzem krystaliczny. Użycie krzemu krystalicznego, który tworzy płytki krzemowe pozwala na uzyskanie wysokiej sprawności przemiany energii promieniowania słonecznego w prąd. Kolejnym elementem budowy ogniwa fotowoltaicznego jest półprzewodnik składający się z dwóch warstw „p” oraz „n”. Poprzez zamknięcie obwodu elektrycznego z użyciem półprzewodników następuje przepływ wytworzonego w ten sposób prądu elektrycznego.
Warto również wiedzieć, iż w zależności od struktury ułożenia paneli fotowoltaicznych oraz technologii, jaka została użyta do ich budowy wyróżnia się kilka rodzajów krzemu:
- krzem monokrystaliczny;
- krzem polikrystaliczny;
- krzem amorficzny.
Spośród wymienionych rodzajów krzemu najwięcej energii elektrycznej można uzyskać używając ogniwa zbudowane z krzemu monokrystalicznego. Cechą charakterystyczną tego rodzaju krzemu jest czarny kolor. Przy jego użyciu można uzyskać największą sprawność ogniwa tj. największy procent energii promieniowania słonecznego, który jest przekształcany w energię elektryczną.
Co więcej panele fotowoltaiczne zbudowane z krzemu monokrystalicznego stosuje się tam, gdzie powierzchnia dachu bądź odpowiednie ukształtowanie terenu jest dosyć ograniczone.
Jak działa ogniwo fotowoltaiczne?
Zasada działania ogniw fotowoltaicznych opiera się przede wszystkim na zmianie energii słonecznej w prąd elektrycznych przy użyciu prostej technologii. Foton stanowiący jednostkę światła pada na ogniwo fotowoltaiczne pod odpowiednim kątem (ustawienie paneli fotowoltaicznych powinno być tak ustawione by zmaksymalizować powierzchnię, na którą pada światło słoneczne).
Płytka krzemowa, z której zbudowane jest ogniwo fotowoltaiczne pochłania energię światła słonecznego i wprawia w ruch elektrony znajdujące się na powierzchni ogniwa. W ten sposób następuje przepływ prądu stałego. Następnie dzięki użyciu złącza półprzewodnikowego typu „p-n” można połączyć ten proces z obiegiem elektronów w sieci elektrycznej – w ten sposób energia słoneczna zostaje przemieniona w energię elektryczną.
Warto również wiedzieć, iż ogniwa fotowoltaiczne produkują prąd stały, który nie może być utożsamiany z prądem elektrycznym. W celu wytworzenia właściwej energii elektrycznej niezbędne jest użycie falownika (inacz. inwertera). Zastosowanie inwertera sprawia, iż prąd stały zostaje przemieniony w prąd zmienny. Dzięki temu w ten sposób wytworzony prąd może posłużyć do oświetlenia jak i ogrzania wybranego gospodarstwa domowego.
Jakie zalety mają ogniwa fotowoltaiczne?
Warto wiedzieć, iż ogniwo fotowoltaiczne jak część składowa jest bardzo dobrym rozwiązaniem pod względem ekonomicznym jak i środowiskowym. Przede wszystkim istnieje realna możliwość obniżenia kosztów jakim i są opłaty za prąd czy też ogrzewanie. Po drugie ogniwa fotowoltaiczne jako część składowa paneli słonecznych mogą służyć przez bardzo długi czas- szacunkowy średni czas to 7-10 lat. Co więcej, poprzez zastosowanie ogniw fotowoltaicznych można wspierać działania ekologiczne – zastosowanie ogniw fotowoltaicznych nie powoduje emisji gazów cieplarnianych.
