Co to jest fotowoltaika?

Co to jest fotowoltaika - podstawy

Fotowoltaika jest dziedziną naukową i techniczną nawiązującą do wytwarzania energii elektrycznej poprzez przetworzenie światła słonecznego. Stanowi tym samym jeden z obszarów źródeł energii o charakterze odnawialnym. Ówcześnie w Polsce obserwuje się intensywny rozkwit tej branży, moc jaką można osiągnąć przy pomocy systemów fotowoltaicznych wykracza poza pierwotne przewidywania. Bez wątpienia tego typu technologie wiążą się z wieloma korzyściami. Poniżej wyjaśnimy na czym polega działanie fotowoltaiki, aby lepiej zrozumieć powody dlaczego w ostatnich czasach poświęca się jej tyle uwagi.

Zjawisko efektu fotowoltaicznego

System fotowoltaiczny opiera swoje działanie na tzw. efekcie fotowoltaicznym. Zjawisko to wyjaśnił w XIX wieku Aleksander Edmund Becquerel i powstaje ono w materiale, który składa się z dwóch płytek dobrej klasy półprzewodnika. Płytki te wytwarzają złącze p-n – positive – negative.

W wyniku oddziaływania fotonów na złącze, następuje rozszczepienie par nośników elektron – dziura, które wędrują w różne strony. Elektron kieruje się do złącza n, a dziura posiadając ładunek dodatni, udaje się do złącza p. Tak tworzy się napięcie elektryczne.

Panele słoneczne wytwarzają prąd stały, natomiast aby móc skorzystać z innych urządzeń których zasilanie odbywa się z sieci energetycznej, konieczny jest prąd przemienny. Następny krok w wykorzystaniu efektu fotowoltaicznego to zmiana prądu stałego na prąd o charakterze przemiennym przy pomocy inwertera, tj. przetwornicy napięcia, do którego podłącza się zestaw paneli fotowoltaicznych.
Falownik ma także za zadanie aby analizować najwyższy poziom mocy jaki może osiągnąć instalacja fotowoltaiczna. Wykorzystuje w tym celu regulator ładowania MPPT. Dzięki temu możliwa jest poprawa funkcjonowania elektrowni oraz ułatwienie rozpoznania wystąpienia usterek.

Licznik energii

W trakcie powstawania prądu elektrycznego przez ogniwa fotowoltaiczne a następnie jego konwersji na prąd przemienny, przemieszcza się on przez licznik. Urządzenie to weryfikuje jaką ilość energii wytworzyła instalacja a jaka wielkość trafiła do sieci energetycznej lub też ile było konieczne do ściągnięcia w przypadku gdy ilość ta była niedostateczna aby wytworzyć energię. Prąd elektryczny trafia do odbiorców spełniając ich potrzeby, a gdy powstanie nadwyżka, energia zostaje wysłana do sieci energetycznej. Aktualnie możliwe jest magazynowanie ennergi w sieci i odbieranie jej w stosunku 1 kWh za 0,8 kWh a dla instalacji powyżej 10 kWp, 1 kWh za 0,7 kWh. W innym wypadku energię można także magazynować w akumulatorach żelowych ale nie jest to zbyt opłacalne. Jedynym rozsądnym rozwiązaniem to zasilanie awaryjne, które przejmuje część zasilania w przypadku zaniku napięcia z sieci.

Mocowanie systemu fotowoltaicznego

Do najczęściej używanego materiału konstrukcji systemu mocowania fotowoltaiki należy stal nierdzewna oraz aluminium. Bez względu na to, czy instalacja ma być zamontowana na gruncie czy na dachu, konieczne jest by mocowanie było solidne i wytrzymałe. W dodatku, panele fotowoltaiczne muszą zostać ustawione pod odpowiednim kątem do padania promieni słonecznych. Najbardziej popularne system montażowe przeznaczone są na dach płaski i skośny, blachodachówkę, dachówkę ceramiczną i betonową, blachę trapezową, gont, dach warstwowy itp.

Typy instalacji fotowoltaicznych

Biorąc pod uwagę sposób w jaki instalacje współdziałają z siecią, wyodrębnia się dwa rodzaje systemów:

System on – grid – system sieciowy,
System off – grid – system wyspowy.

Pierwszy z nich, system on – grid polega na funkcjonowaniu systemu poprzez jego przyłączenie do elektroenergetycznej sieci publicznej. Jest najczęściej wykorzystywanym systemem. Z kolei instalacje off – grid nie łączą się z ową siecią, nadwyżka energii którą wytwarzają panele, trafia do akumulatorów. Z takiej opcji korzysta się w sytuacjach, gdy odległość danego obiektu od energetycznej sieci publicznej jest zbyt duża a podłączenie niezwykle skomplikowane. Rozwiązania w których następuje przyłączenie do sieci cechują się niższymi kosztami, ze względu na wysokie ceny akumulatorów.

Jeżeli spodobał ci się nasz wpis polub naszą stronę. Dziękujemy :)