Fotowoltaika – czyli energia słoneczna
W obliczu rosnącego zainteresowania odnawialnymi źródłami energii (oze), coraz więcej osób rozważa wykorzystanie ich w swoim domu lub dla swojej firmy. Istnieje wiele rodzajów instalacji fotowoltaicznych o odmiennym działaniu i wymaganiach. Co charakteryzuje fotowoltaikę?
Fotowoltaika pozwala obniżyć rachunki za prąd z 3 332 zł rocznie do 144,62 zł rocznie przez 15 lat. Sprawdź, czy Twój dom lub Twoja firma spełnia warunki, aby instalacja fotowoltaiczna była opłacalna:
Spis treści:
Fotowoltaika – co to jest?
Fotowoltaika polega na przetworzeniu promieniowania słonecznego w elektryczność. Proces wytwarzania energii słonecznej zachodzi w modułach składających się z wielu ogniw fotowoltaicznych (inaczej nazywane również fotoogniwami czy ogniwami słonecznymi) wykonanych z półprzewodnika. Do ich produkcji najczęściej wykorzystuje się krzem, wcześniej oczyszczony i poddany specjalnej obróbce tak, by zyskał strukturę jednolitego kryształu.
Panele fotowoltaiczne i kolektory słoneczne
Panele fotowoltaiczne bywają mylnie nazywane kolektorami słonecznymi, choć ich działanie jest odmienne, cechą wspólną jest przechwytywanie i przetwarzanie energii słonecznej. Kolektory słoneczne w przeciwieństwie do ogniw fotowoltaicznych są wykorzystywane do wytwarzania ciepła np. do podgrzewania wody.
Fotowoltaika pozwala obniżyć rachunki za prąd z 3 332 zł rocznie do 144,62 zł rocznie przez 15 lat. Sprawdź, czy Twój dom lub Twoja firma spełnia warunki, aby instalacja fotowoltaiczna była opłacalna:
Sposób działania paneli fotowoltaicznych
Panele słoneczne (nazywane również bateriami słonecznymi) działają w oparciu o konwersję fotowoltaiczną. Płytki o grubości 300 μm ze specjalną teksturą podnoszącą wydajność, warstwą antyrefleksyjną i powłoką metalowych elektrod mają pole elektryczne tworzące barierę potencjału. Gdy promienie słoneczne padają na panel fotowoltaiczny, elektrony wypadają z miejsc normalnie zajmowanych w strukturze półprzewodnika. Powstają wtedy pary nośników o przeciwnych ładunkach. Pole elektryczne dokonuje oddziału tych ładunków czego efektem ubocznym jest powstawanie napięcia. Przepływ prądu jest możliwy po podłączeniu do panelu fotowoltaicznego urządzenia odbierającego energię.
Krzem wykorzystywany do tworzenia paneli fotowoltaicznych jest często pozyskiwany z ponownej obróbki starych podzespołów komputerowych. Dzięki temu nie dość, że produkcja nowych ogniw fotowoltaicznych jest energooszczędna, to dodatkowo część elektrośmieci zostaje ponownie wykorzystana zamiast trafić na wysypisko.
Fotowoltaika pozwala obniżyć rachunki za prąd z 3 332 zł rocznie do 144,62 zł rocznie przez 15 lat. Sprawdź, czy Twój dom lub Twoja firma spełnia warunki, aby instalacja fotowoltaiczna była opłacalna:
Typy paneli fotowoltaicznych
Panele fotowoltaiczne pierwszej generacji – płytki bardzo czystego krzemu o grubości 0.2 – 0.3 mm. Ich ogromną zaletą jest względnie wysoka efektywność wahająca się w granicach 17-22%. Ze względu na wysoką cenę czystego krzemu i na fakt, iż znaczna część procesu produkcji ma niski poziom zautomatyzowania, ich wytwarzanie jest energo- i czasochłonne, co z kolei przekłada się na wyższą cenę. Udział paneli tego typu na rynku wynosi około 82%.
Efektywność paneli fotowoltaicznych określa ich wydajność, czyli jaka ilość otrzymanej energii słonecznej może zostać wykorzystana przez instalację fotowoltaiczną. Moc modułu fotowoltaicznego podawana przez producenta paneli fotowoltaicznych jest zmierzona przy warunkach STC (Standard Test Conditions), czyli przy temperaturze 25 st. C. i z 1000 W/m2 (przeciętne nasłonecznienia w Polsce).
Na przykład, zakładając, że wykorzystując 1 m2 modułu fotowoltaicznego osiągamy moc nominalną 1 kW, efektywność paneli fotowoltaicznych byłaby na poziomie 100%. Taki poziom efektywności jest jednak nieosiągalny w rzeczywistości. Przeciętna efektywność paneli fotowoltaicznych na rynku to ok. 14%.
Grupę tworzą ogniwa fotowoltaiczne z krzemu:
- Monokrystalicznego (o najwyższej cenie i z najwyższą sprawczością; moc 150-180 W na jedną baterię) – wykorzystywany w przypadku paneli fotowoltaicznych monokrystalicznych
- Polikrystalicznego, multikrystalicznego (moc większa niż 200 W na jedną baterię, popularne rozwiązanie dla gospodarstw domowych) wykorzystywany w przypadku paneli fotowoltaicznych polikrystalicznych
- Amorficznego (o najniższej cenie i najniższej sprawczości; stosowany na dużych farmach)
Panele drugiej generacji – do ich produkcji wykorzystuje się mieszaninę miedzi, indu, galu, selenu lub krzemu amorficznego. Są bardzo cienkie, gdyż ich grubość mieści się w granicach 0.001 – 0.003 mm. Mniejsze zużycie półprzewodników umożliwia większą automatyzację produkcji, co powoduje obniżenie kosztów. Efektywność paneli fotowoltaicznych tego typu jest niższa niż paneli fotowoltaicznych I typu i zależnie od zastosowanych technologii wynosi 7-15%. Udział na rynku to około 18%.
Panele fotowoltaiczne trzeciej generacji – pojęcie łączy wiele technologii, z czego najbardziej popularne są ogniwa DSSC oraz organiczne opierające swoje działanie na polimerach. Są proste i tanie w produkcji. Ich efektywność wynosi zaledwie kilka procent, a udział na rynku to 0.5%.
Panele fotowoltaiczne III typu w przeciwieństwie do paneli fotowoltaicznych typów I i II nie wykorzystują złącza P-N dla bariery potencjału.
Fotowoltaika pozwala obniżyć rachunki za prąd z 3 332 zł rocznie do 144,62 zł rocznie przez 15 lat. Sprawdź, czy Twój dom lub Twoja firma spełnia warunki, aby instalacja fotowoltaiczna była opłacalna:
Jakie są zalety i wady fotowoltaiki?
Zalety fotowoltaiki:
- Produkcja nie uwalnia do atmosfery szkodliwych gazów ani pyłów,
- Prosty montaż i utrzymanie wymagające mało wysiłku,
- Bezpośrednia produkcja energii elektrycznej bez dodatkowych przemian,
- Sprawność przetwarzania nie jest zależna od wielkości produkcji czy ilości paneli, ale od typu instalacji i użytych technologii.
Wady fotowoltaiki:
- Koszt inwestycji instalacji baterii słonecznych,
- Stosunkowo niska wydajność paneli fotowoltaicznych.
Fotowoltaika pozwala obniżyć rachunki za prąd z 3 332 zł rocznie do 144,62 zł rocznie przez 15 lat. Sprawdź, czy Twój dom lub Twoja firma spełnia warunki, aby instalacja fotowoltaiczna była opłacalna:
