Artykuł pochodzi z: Budujemy Dom 10/2015
OZE - odnawialne źródła energii - Ogniwa fotowoltaiczne

Temat fotoogniw produkujących energię elektryczną stał się obecnie wyjątkowo gorący. Perspektywa produkcji prądu i konieczności jego odkupienia przez zakład energetyczny wydaje się bardzo kusząca dla wielu właścicieli domów. Czy jednak jest to inwestycja opłacalna dla każdego i jakie warunki należy spełnić, by takowa była?

 OZE - odnawialne źródła energii - Ogniwa fotowoltaiczne

W jaki sposób działają ogniwa fotowoltaiczne?

Energetyka słoneczna stanowi jedną z najbardziej obiecujących gałęzi odnawialnych źródeł energii. Do spożytkowania energii cieplnej służą kolektory słoneczne, natomiast ogniwa fotowoltaiczne do bezpośredniej przemiany energii słonecznej w elektryczną. Jest to możliwe dzięki tzw. zjawisku fotoelektrycznemu – światło (promieniowanie elektromagnetyczne), działając na ciało stałe, wywołuje siłę elektromotoryczną, ta z kolei powoduje przepływ prądu w obwodzie elektrycznym. Urządzenia wykorzystujące ten proces to złącza półprzewodnikowe, nazywane ogniwami fotowoltaicznymi lub fotoogniwami. Ogniwa fotowoltaiczne powszechnie zasilają mniejsze urządzenia, takie jak kalkulatory, światła drogowe, boje sygnalizacyjne, a nawet urządzenia należące do zaawansowanej techniki kosmicznej. Dzięki obniżce cen ogniw, coraz popularniejsze staje się inwestowanie w małe systemy fotowoltaiczne, wspomagające zasilanie w domach jednorodzinnych i budynkach użyteczności publicznej.

 

Najważniejszą składową typowego ogniwa fotowoltaicznego jest krzem krystaliczny – zastosowanie tego pierwiastka umożliwia uzyskanie relatywnie wysokiej sprawności zmiany energii promieniowania słonecznego w energię elektryczną. W budowie każdego ogniwa wyróżniamy dwie warstwy półprzewodnika – typu „p“ oraz typu „n“ (rys.1). Zamknięcie obwodu elektrycznego powoduje przepływ prądu pod wpływem działania promieniowania słonecznego. Z reguły na pojedynczym ogniwie napięcie nieznacznie przekracza 0,5 V i 2 W mocy, dlatego aby uzyskać bardziej użyteczne napięcie i większą moc, ogniwa łączone są w moduły (zwane inaczej panelami). W ich skład wchodzą zlutowane ze sobą ogniwa słoneczne, przykryte warstwą antyrefleksyjną, zapewniającą lepszą absorpcję promieniowania. Całość ochrania szyba, a urządzenie oprawione jest w aluminiowe ramy.

 

W zależności od struktury i technologii produkcji, wyróżniamy ogniwa fotowoltaiczne z krzemu monokrystalicznego, polikrystalicznego lub amorficznego. Największą sprawność uzyskują ogniwa monokrystaliczne. Rozpoznamy je po charakterystycznym czarnym kolorze – są wykorzystywane wszędzie tam, gdzie powierzchnia do montażu paneli jest ograniczona. Z kolei sprawność ogniwa informuje nas, jaki procent energii promieniowania słonecznego przetwarzany jest na energię elektryczną. Im większa sprawność, tym mniejsza powierzchnia będzie wymagana do uzyskania żądanej mocy przez moduł fotowoltaiczny. Moc ogniwa wyrażana jest w watach mocy szczytowej (z j. angielskiego Watt Peak), oznaczona indeksem p za jednostką wat lub kilowat (Wp, kWp). Wartość ta oznacza moc, jaką ma ogniwo badane w warunkach testowych. Jednak w warunkach rzeczywistych – ogniwo rzadko będzie osiągać podaną moc szczytową.

Damian Czernik

Pozostałe artykuły
Budujemy Dom
9,95 zł tylko teraz!
Teraz za darmo!
Od teraz, dla wszystkich! Wystarczy, że się zalogujesz. A otrzymasz dostęp do wszystkich artykułów z papierowego BudujemyDom! Całkowiecie za darmo!
Dom Energooszczędny Vademecum 2018

Dom Energooszczędny Vademecum

Jak zbudować dom energooszczędny

ABC Budowania 2018

ABC Budowania

To, co koniecznie musisz wiedzieć, żeby Twój pierwszy dom był dla Ciebie, a nie dla wroga

Wnętrza 2019

Wnętrza

Nowoczesne, stylowe, piękne wnętrza - zasady, porady, inspiracje

Czas na Wnętrze kwiecień 2019

Czas na Wnętrze

Od inspiracji do realizacji

Twój Dom Twój Styl 2018

Twój Dom Twój Styl

Poradnik shoppingowy

Budujemy Dom kwiecień 2019

Budujemy Dom

Dla budujących dom i wykonawców

Dom Polski 2019

Dom Polski

Jak zbudować dom tańszy niż mieszkanie

Nowoczesne Instalacje 2019

Nowoczesne Instalacje

Jak zbudować dom energooszczędny