Jak działają ogniwa fotowoltaiczne?

0


Wciąż rosnące ceny prądu sprawiają, że ludzie coraz częściej sięgają po alternatywne źródła energii, które mają duży wpływ na zmniejszenie rachunków. Słońce jest niewyczerpalnym i bezpłatnym źródłem energii, którą można wykorzystać w gospodarstwie domowym. Instalacje fotowoltaiczne pozwalają spożytkować promieniowanie słoneczne i przekształcić je w prąd elektryczny.

Prąd elektryczny, powstały w ekologiczny sposób dzięki systemom fotowoltaicznym, może zasilać instalację grzewczą, układ wentylacji czy sprzęt AGD. Dzięki instalacji fotowoltaicznej nie tylko ograniczysz emisję dwutlenku węgla generowaną przez Twoje gospodarstwo domowe i przyczynisz się do ochrony środowiska, ale też znacznie zmniejszysz wydatki na energię elektryczną.

Firma Vaillant oferuje kompletne systemy fotowoltaiczne, zapewniające długą, wydajną i niezawodną pracę.

Panele fotowoltaiczne na dachu

Z czego składają się systemy fotowoltaiczne i jak działają ogniwa fotowoltaiczne?

System fotowoltaiczny składa się z kilku elementów, dzięki którym możliwe jest wytworzenie i doprowadzenie prądu elektrycznego do urządzeń i instalacji w domu, z czego głównymi częściami są:

  • moduły fotowoltaiczne, w których zachodzi proces przekształcenia promieniowania słonecznego w energię elektryczną;
  • falownik, który przekształca prąd elektryczny w prąd zmienny i przekazuje go do sieci elektrycznej budynku;
  • licznik dwukierunkowy, mierzący ilość prądu zarówno pobieranego z sieci dystrybucyjnej, jak wytwarzanego w gospodarstwie domowym i oddawanego do sieci.

Na dachu domów lub przedsiębiorstw montuje się specjalne moduły fotowoltaiczne zbudowane z ogniw fotowoltaicznych. Są to elementy półprzewodnikowe, w których następuje konwersja energii słonecznej w energię elektryczną. Ogniwo fotowoltaiczne zbudowane jest z dwóch warstw krzemu (p i n) i złącza typu p – n (warstwy granicznej). Półprzewodnik typu n jest zwrócony w stronę promieni słonecznych. Fotony, czyli jednostki światła, padają na płytkę półprzewodnika i wybijają z niej elektrony, które są zmuszone do ruchu. W półprzewodniku typu n tworzy się ładunek ujemny, natomiast w warstwie p – ładunek dodatni. Za sprawą przemieszczenia ładunków wytwarza się napięcie elektryczne, przekształcane w kolejnych elementach systemu fotowoltaicznego w prąd elektryczny.

Rodzaje ogniw fotowoltaicznych

Z uwagi na budowę atomową krzemu (z którego zbudowane są ogniwa) wyróżniamy ogniwa polikrystaliczne, monokrystaliczne i panele amorficzne – różnią się one od siebie wydajnością. W zależności od natężenia światła i temperatury pojedyncze ogniwo może wytworzyć napięcie 0,5–0,6 V. W gospodarstwach domowych wykorzystywane są panele fotowoltaiczne wykonane z ogniw polikrystalicznych i monokrystalicznych, natomiast panele amorficzne stosowane są w elektrowniach słonecznych.

  • Ogniwa polikrystaliczne – wytwarzane są ze sprasowanego bloku wykrystalizowanego krzemu w procesie odlewania lub krzepnięcia. Po krystalizacji ogniwa tnie się na cienkie, kwadratowe płytki. Najczęściej mają jasnoniebieski kolor, a ich kształt pozwala na szczelne wypełnienie panelu fotowoltaicznego. Wewnątrz ogniw polikrystalicznych występuje pionowy przepływ ładunku. Ogniwa te są tańsze niż monokrystaliczne, jednak ich wydajność jest niższa i wynosi około 16%.
  • Ogniwa monokrystaliczne – wytwarzane są w procesie znacznie bardziej skomplikowanym niż w przypadku ogniw polikrystalicznych. Zbudowane są z monolitycznego kryształu krzemu, który hoduje się pod ścisłą kontrolą. Jego kształt jest kolisty, dlatego wycina się z niego płytki w kształcie ośmiokątów, co pozwala wyeliminować straty materiału. Ogniwa monokrystaliczne są ciemne, mają grubość około 2–3 milimetrów i zdecydowanie większą wydajność niż ogniwa polikrystaliczne – ok. 18%.
  • Moduły amorficzne – składają się z cieniutkich warstw krzemu powlekających inny materiał, np. szkło.

Firma Vaillant oferuje trzy modele urządzeń fotowoltaicznych wykonanych z ogniw monokrystalicznych. Ich wydajność wynosi ponad 18% – wytwarzają moc równą niemal 300 W.

Zastosowanie systemów fotowoltaicznych

Systemy fotowoltaiczne Vaillant są opłacalną inwestycją, która pozwala znacznie obniżyć koszty utrzymania domu. Energię słoneczną można wykorzystać do zasilania wszystkich elektrycznych urządzeń domowych. System fotowoltaiczny można połączyć z modułem do zarządzania zasilaniem, co umożliwia wykorzystanie wytworzonej energii w zależności od potrzeb.

Aby stworzyć w pełni ekologiczny i niskoenergetyczny dom, instalację fotowoltaiczną dobrze jest połączyć z systemem wentylacji i pomp ciepła. Pozwala to na wykorzystanie energii słonecznej do ogrzewania, chłodzenia lub podgrzania wody użytkowej, co wpływa na znaczne obniżenie rachunków za prąd w gospodarstwie domowym.



Skomentuj