25 października 2021

Jak działa fotowoltaika?

Fotowoltaika jest sposobem pozyskiwania czystej i taniej energii, a także metodą zapewniającą niezależność i bezpieczeństwo energetyczne. Dynamiczny rozwój tej technologii jest naturalną konsekwencją wynikającą z coraz większej świadomości konsumentów w kwestiach praktycznych i ekologicznych. Jak działa instalacja fotowoltaiczna?

Instalacja fotowoltaiczna- budowa

Budowa instalacji fotowoltaicznej nie jest skomplikowana i składa się z kilku elementów.

Podstawową częścią są przede wszystkim ogniwa fotowoltaiczne, które dla pełnej efektywności łączy się w specjalne moduły. Ich grupa tworzy panel fotowoltaiczny. Panel połączony jest z falownikiem, którego główną funkcją jest zmiana prądu stałego z ogniw słonecznych na prąd zmienny zasilający gospodarstwo domowe. Falownik doprowadza energię do tablicy rozdzielczej budynku, która może być podłączona do sieci elektroenergetycznej.

Fotowoltaika- jak działa?

Panele fotowoltaiczne zbudowane są płytek krzemowych. Energia słoneczna, która na nie pada, jest pochłaniana przez krzem i wybija tam elektrony ze swoich pozycji, wymuszając ruch – czyli tworzy napięcie elektryczne. Tak powstały prąd stały przekazywany jest do falownika, który nadaje mu odpowiednią formę.

Wydaje się, że do efektywnej pracy instalacja fotowoltaiczna potrzebuje promieni słonecznych, ale tak naprawdę wystarczy rozproszone światło (fotony). Ogniwa wysokiej jakości produkują energię nawet w pochmurne dni- z niewielką stratą, która wynosi zaledwie 1%. Ich wydajność jest za to dużo wyższa przy niższej temperaturze. Chłód poprawia przepływ elektronów, co znacznie podnosi wydajność paneli.

Ilość dni słonecznych (eksperci szacują, że to ok. 1000 godzin rocznie) w Polsce pozwala na uzyskanie ok. 950 kWh rocznie z jednego kilowata mocy ogniw słonecznych.

Szacuje się, że do pokrycia średniego zapotrzebowania energetycznego domu wystarczy 18m2 paneli fotowoltaicznych.

Rodzaje paneli

Instalacja fotowoltaiczna  może składać się z różnych rodzajów ogniw, które mają inne właściwości, cenę i wydajność. Tylko odpowiednio dobrane mogą zapewnić efektywne działanie i realne zyski. Z technologicznego punktu widzenia, można podzielić je na trzy rodzaje:

  • panele monokrystaliczne- posiadają największą wydajność (17-22%), są odporne na działanie warunków atmosferycznych i trwałe. Jest to idealne rozwiązanie przy ograniczonej powierzchni i silnym nasłonecznieniu.
  • panele polikrystaliczne- posiadają dobrą wydajność (14-16%), ale wymagają większej powierzchni instalacyjnej, aby osiągnąć efektywność. Doskonale sprawdzą się w warunkach umiarkowanego nasłonecznienia. Jest to jednocześnie najczęściej wybierany model.
  • panele z krzemu amorficznego – cechują się stosunkowo niską wydajnością, ale to najtańsze rozwiązanie. Są lekkie i elastyczne a zmiany temperatury nie wpływają na wydajność.

Odpowiednio dobrane ogniwa powinny być dostosowane do warunków montażu, zapotrzebowania na energię elektryczną oraz możliwości finansowych.

A co z tą energią?

Nadmiar wytworzonej energii nigdy nie jest tracony. Akumulowanie pozyskanego prądu odbywa się na dwa sposoby.

On- grid to rozwiązanie z podłączeniem do sieci, gdzie wszystkie nadwyżki (wyprodukowane zazwyczaj w okresie letnim) są przekazywane do wybranej sieci energetycznej. W okresie mniejszej produkcji, jesienią i zimą operator ma obowiązek zwrócić całą energię.

Off- grid bez udziału sieci energetycznej- wszystkie nadwyżki trafiają do akumulatora, gdzie są magazynowane. Urządzenie można wykorzystać w dowolnym czasie, choć oczywiście są to najczęściej zimowe okresy zmniejszonej produkcji. Ten sposób jest stosowany zazwyczaj w przypadku mniejszych, domowych instalacji.

Modele należy dopasować do potrzeb użytkowników, ponieważ przynoszą różne korzyści. Instalacja fotowoltaiczna typu off-grid będzie świetnym rozwiązaniem, kiedy kluczowym aspektem jest dostęp do energii przez całą dobę. Szybszy zwrot inwestycji i mniej skomplikowaną konstrukcję gwarantuje natomiast on-grid.

Czy warto?

Inwestycja w panele słoneczne zwraca się po około 6-10 latach, a wszystkie następne to już czysty zysk. Zależy to przede wszystkim od ilości zastosowanych modułów i technologii. Dobra instalacja będzie działać bez przerwy przez 20-25 lat. Po tym czasie panele mogą (choć nie muszą) nieznacznie stracić moc-według specjalistów strata może wynieść ok. 10-20%.

Panele słoneczne pokrywają 100% zapotrzebowania na prąd, co jest szczególnie istotne przy stale rosnących cenach energii elektrycznej.

Warto pamiętać, że im więcej energii konsumuje gospodarstwo, tym szybciej inwestycja się zwróci, a dodatkowo podniesie wartość nieruchomości.

Fotowoltaika-zasada działania jest prosta, a długoterminowy zysk realny. Ta niezwykła technologia dostępna jest dla każdego. Daje wiele możliwości produkcji energii elektrycznej, jest bezpieczna dla środowiska i niezwykle rentowna. Czy można oczekiwać więcej? Chyba nie.