Budowa paneli fotowoltaicznych
25 kwietnia 2020

Kategoria:
Elektronika

Budowa paneli fotowoltaicznych

W ostatnich latach na całym świecie wzrasta zainteresowanie odnawialnymi źródłami energii elektrycznej. Jednym z rozwiązań, które może zastosować praktycznie każdy właściciel domu jednorodzinnego oraz właściciel firmy z budynkiem biurowym są pozwalające pozyskiwać własną energię elektryczną bezpośrednio z  promieni słonecznych instalacje fotowoltaiczne. W artykule dokładniej opisujemy, na czym polega działanie instalacji fotowoltaicznych oraz przede wszystkim, jaka jest budowa będących ich głównym elementem paneli fotowoltaicznych.

Jakie są korzyści korzystania z odnawialnych źródeł energii elektrycznej?

Odnawialne źródła energii to wszystkie te, które są niewyczerpywalne i automatycznie poddają się procesom odnawiania. Należą do nich przede wszystkim właśnie wykorzystywane przez instalacje fotowoltaiczne promienie słoneczne, ale również wiatr, czy wykorzystywana przez pompy ciepła woda gruntowa. W odróżnieniu od nieodnawialnych źródeł energii, czyli przede wszystkim od węgla, ropy naftowej czy gazu, źródła odnawialne nigdy nie ulegają wyczerpaniu. Co równie ważne, a obecnie być może nawet ważniejsze, wykorzystanie odnawialnych źródeł energii nie stanowi żadnego zagrożenia dla środowiska naturalnego. Korzystając np. z instalacji fotowoltaicznej w żaden sposób nie oddziałujemy negatywnie na przyrodę, nie musimy także ponosić kosztów pozyskiwania źródeł energii, ponieważ promienie słoneczne są dostępne przez cały rok i przez cały rok mogą być wykorzystywane do tworzenia własnej energii elektrycznej.

Z jakich elementów składa się instalacja fotowoltaiczna?

Jak tłumaczy nasz rozmówca, specjalista z firmy piTERN, jedna z najbardziej cenionych na rynku firm zajmujących się projektowaniem, sprzedażą i montażem instalacji fotowoltaicznych, kolektorów słonecznych oraz pomp ciepła: Każda instalacja fotowoltaiczna składa się z kilku elementów. Głównym elementem instalacji są panele fotowoltaiczne, których moc jest dobierana bezpośrednio do potrzeb danego budynku. Oprócz tego w instalacjach znajdują się również falowniki, które odpowiadają za zamianę pozyskiwanej energii stałej w możliwą do wykorzystania w zasilaniu urządzeń elektrycznych energię zmienną, przewody elektryczne oraz elementy zabezpieczające całą konstrukcję. Co bardzo ważne, w instalacjach fotowoltaicznych nie ma zastosowanych żadnych elementów ruchomych, które mogłyby ulegać uszkodzeniom mechanicznym, dzięki czemu są one niemal całkowicie bezawaryjne przez cały okres użytkowania.

Z jakich elementów składają się panele fotowoltaiczne?

Głównym tematem artykułu są panele fotowoltaiczne. Są to montowane na dachu budynku lub na posesji platformy, które mają za zadanie wyłapywanie energii słonecznej. Najczęściej panele fotowoltaiczne są wykonane z krzemu, czasami także wykonuje się je z manganu lub z selenu.

Panele fotowoltaiczne składają się z dwóch warstw: warstwy naładowanej ujemnie i warstwy naładowanej dodatnio. Padające na ogniwa światło słoneczne rozpoczyna reakcję fizyczną zwaną efektem fotowoltaicznym, w efekcie której wytwarzany zostaje prąd stały, który dopiero później przy użyciu inwertera (falownika) jest zamieniany na prąd zmienny. W obecnie stosowanych panelach fotowoltaicznych stosowane są ogniwa monokrystaliczne lub ogniwa polikrystaliczne. Czym różnią się od siebie oba rodzaje ogniw?

Charakterystyka ogniw fotowoltaicznych monokrystalicznych

Ogniwa monokrystaliczne są obecnie stosowane najczęściej. Ich dużą zaletą jest to, że charakteryzują się po prostu największą efektywnością, czyli sprawnością, która jest na poziomie nawet 15-18%. Ograniczeniem paneli monokrystalicznych jest z kolei największy temperaturowy współczynnik mocy. Oprócz tego w przeliczeniu na zainstalowany wat mocy instalacji panele monokrystaliczne są także najdroższym możliwym rozwiązaniem.  Panele monokrystaliczne umieszczone na dachu lub na posesji można łatwo rozpoznać po czarnym, lub ciemnoniebieskim kolorze.

Charakterystyka ogniw fotowoltaicznych polikrystalicznych

Panele z ogniwami polikrystalicznymi odznaczają się nieco niższą ceną od tych z ogniwami monokrystalicznymi. Jeszcze kilka lat temu to właśnie one były najczęściej stosowne do pozyskiwania własnej energii elektrycznej. Dziś jednak już tak nie jest, przede wszystkim ze względu na ich nieco mniejszą efektywność, która jest na poziomie 14-16%. Teoretycznie różnice pomiędzy oboma rodzajami ogniw w panelach fotowoltaicznych nie są duże, ale przy dłuższym użytkowaniu robią się już widoczne. Ogniwa polikrystaliczne charakteryzują się tez niższym temperaturowym współczynnikiem mocy oraz nieco niższą ceną w przeliczeniu na wat mocy. Ogniwa polikrystaliczne różnią się od ogniw monokrystalicznych też wyglądem. Te bowiem mają kolor niebieski.