Fotowoltaika w pigułce
Fotowoltaika to dziedzina nauki i techniki zajmująca się przetwarzaniem światła słonecznego na energię elektryczną, czyli inaczej wytwarzanie prądu elektrycznego z promieniowania słonecznego przy wykorzystaniu zjawiska fotowoltaicznego.
Jej popularność rośnie z roku na rok, ponieważ stanowi doskonałą alternatywę dla tradycyjnych rozwiązań i pozwala na znaczące obniżenie rachunków za prąd, a nawet uniezależnienie się od dostawców prądu. Z jej możliwości skorzystać mogą właściciele domów, budynków firmowych lub przemysłowych i wielu innych – wszędzie tam, gdzie jest potrzeba używania oświetlenia oraz zasilania urządzeń elektrycznych. Zasady działania instalacji fotowoltaicznej nie są skomplikowane. Podstawą działania instalacji są ogniwa fotowoltaiczne, które wykonywane są najczęściej przy użyciu krzemu i odgrywają rolę półprzewodników. To właśnie w nich zachodzi tzw. zjawisko fotowoltaiczne, pozwalające na przemianę promieniowania słonecznego w prąd stały. W celu uzyskania odpowiedniej mocy ogniwa łączy się w moduły. Za przekształcenie prądu stałego w zmienny odpowiada falownik, nazywany również inwerterem. Jest to serce całej instalacji fotowoltaicznej, dzięki któremu możliwe jest zasilenie urządzeń elektrycznych w energię. Urządzenie to kontroluje pracę całego systemu i jednocześnie dopasowuje parametry generowanego prądu do parametrów sieci, dlatego też jego obecność jest fundamentalna. Niezbędnym elementem całej instalacji jest również zabezpieczenie przeciwnapięciowe.
Zaletą instalacji fotowoltaicznych jest fakt, że nie posiadają one skomplikowanej budowy, a także części ruchomych, które mogłyby ulegać awarii. Dzięki temu oraz stosowaniu wysokiej klasy komponentów system jest niezawodny i efektywny na przestrzeni co najmniej 20-30 lat.
Na wydajność instalacji składa się nie tylko moc samych paneli, ale też ich odpowiednie rozlokowanie. Najczęściej ma to miejsce na dachu budynku, jednak dopuszcza się także montaż konstrukcji wolnostojących – na gruncie. Jest to rozwiązanie, które sprawdzi się w sytuacji, gdy na dachu nie ma możliwości montażu paneli albo gdy jego powierzchnia jest niewystarczająca do uzyskania odpowiedniej mocy. Konieczne jest zwrócenie uwagi na odpowiedni kierunek ułożenia paneli (rekomendowane jest południe), a także na ewentualne przeszkody, takie jak drzewa czy inne budynki ograniczające dostęp do promieni słonecznych i tym samym obniżające sprawność całej instalacji.
Dwa podstawowe rodzaje instalacji fotowoltaicznych to:
- instalacje On-grid - podłączone do sieci energetycznej. Są to rozwiązania stosowane najczęściej, ponieważ jest tu możliwe swoiste magazynowanie nadwyżek wyprodukowanej energii w sieci i pobieranie ich wtedy, gdy jest to niezbędne, a dodatkowo istnieje możliwość odsprzedawania niewykorzystanych nadwyżek do zakładu elektroenergetycznego;
- instalacje Off-grid - niepodłączone do sieci energetycznej, stosowane wszędzie tam, gdzie nie ma dostępu do sieci albo podłączenie do niej jest nieopłacalne. W tym przypadku nadwyżki energii magazynowane są w akumulatorach i nie ma możliwości ich odsprzedaży.
Warto również wspomnieć, że istnieją instalacje hybrydowe, w których oprócz paneli słonecznych wykorzystuje się również inne źródła energii – np. turbiny wiatrowe. Ogniwa fotowoltaiczne są również stosowane jako źródło zasilania wielu samodzielnych urządzeń np.: boi sygnalizacyjnych, czy świateł i znaków drogowych i latarni. Często są również wykorzystywane w elektronice użytkowej (kalkulatory, lampy ogrodowe, latarki) oraz przy zasilaniu układów telemetrycznych w stacjach pomiarowo rozliczeniowych gazu ziemnego, ropy naftowej oraz energii elektrycznej, zasilanie automatyki przemysłowej i pomiarowej, a także w użytku domowym i transporcie (ładowanie akumulatorów pojazdów elektrycznych i hybrydowych)
Fotowoltaika obecnie bardzo dynamicznie się rozwija i należy przypuszczać, że w niedalekiej przyszłości będzie coraz powszechniej stosowana.
Pogłębiaj swoją wiedzę, czytaj poradniki
Opracowanie, redakcja: A.K.
Materiał objęty prawem autorskim. Publikacja w części lub w całości wyłącznie za zgodą redakcji.
