Panele fotowoltaiczne
Panele fotowoltaiczne produkują energię elektryczną. Ze względu na duży koszt ich wykorzystanie w instalacjach dostarczających przynajmniej kilka kW mocy, np. na potrzeby domu jednorodzinnego, jest wciąż rzadkie. Jednak pojedyncze ogniwa lub ich baterie od dawna są używane np. w kalkulatorach i do zasilania ulicznej sygnalizacji świetlnej.
Jak działają panele fotowoltaiczne
Jak już wspomniano panele fotowoltaiczne składają się z ogniw fotowoltaicznych, w których pod wpływem energii słonecznej zachodzi tzw. zjawisko fotowoltaiczne, w wyniku którego energia słoneczna zostaje zamieniona na prąd stały.
Za pomocą inwertera (falownika) zostaje on przekształcony na prąd zmienny o parametrach elektrycznych zgodnych z parametrami sieci publicznej. Dokładniej mówiąc pod wpływem padającego na panel promieniowania słonecznego (fotonów) powstaje siła elektromotoryczna, bo elektrony przemieszczają się do jednego obszaru, zaś tzw. dziury do obszaru przeciwnego. Wynikiem tego ruchu ładunków jest powstanie różnicy potencjałów, czyli prądu elektrycznego.
Pojedyncze ogniwo jest jednak mało użyteczne, dlatego grupuje się je w panele? Dla zobrazowania – pojedyncze ogniwo najpopularniejszego rodzaju, czyli zbudowane na bazie krzemu, daje napięcie zaledwie ok. 0,5 V. Łącząc je szeregowo, uzyskujemy odpowiednio wyższą, użyteczną wartość. Im więcej ogniw, tym większe napięcie otrzymujemy.
Panele fotowoltaiczne – energia elektryczna ze słońca
Z praktycznego punktu widzenia, najważniejsza jest znajomość kilku podstawowych zasad rządzących działaniem instalacji fotowoltaicznych:
– natężenie uzyskiwanego prądu elektrycznego, a więc ilość energii, zależy od intensywności promieniowania słonecznego
-sprawność przemiany energii słonecznej w elektryczność waha się w szerokich granicach od kilku do ponad 20%, zależnie od budowy ogniw. Jednak ich ceny także są bardzo różne, dlatego najlepiej jest przeliczać cenę na uzyskiwaną moc elektryczną (zł/kW);w panelach uzyskujemy prąd stały, a znakomita większość domowych urządzeń zasilana jest prądem przemiennym. Trzeba więc go przetworzyć, co wymaga dodatkowych urządzeń (falownika)
– magazynowanie energii elektrycznej w akumulatorach jest kosztowne i niepraktyczne, dlatego najbardziej pożądanym rozwiązaniem jest możliwość odsprzedaży nadwyżek energii do sieci.
Elektryczność jest znacznie bardziej uniwersalną formą energii, niż ciepło pozyskiwane w kolektorach słonecznych, z którymi panele fotowoltaiczne często są mylone. Można ją wykorzystać do zasilania wszelkich urządzeń elektrycznych, ale także do ogrzewania lub przygotowania ciepłej wody.