Fotowoltaika jest jedną z najszybciej rozwijających się dziedzin technologicznych ostatnich lat. Nie jest to już tylko technologia rozwijana w zaciszu laboratoriów naukowych, ale prężna branża solarna upowszechniająca coraz to nowsze rozwiązania. Właściciele domów i przedsiębiorstw, chcąc obniżyć rachunki za energię elektryczną oraz po części uniezależnić się od swoich dostawców energii, chętnie inwestują w alternatywne źródła energii, jak moduły fotowoltaiczne czy kolektory słoneczne. Czym dokładnie jest fotowoltaika i na czym polega jej działanie, tego dowiesz w dalszej części tego artykułu.
Czym jest fotowoltaika?
Fotowoltaika (PV) to ogólne pojęcie charakteryzujące dziedzinę nauki, zajmującej się wykorzystaniem energii słonecznej, w celu bezpośredniego przetworzenia światła słonecznego w energię elektryczną. Termin fotowoltaika jest coraz częściej stosowany, również jako synonim modułu fotowoltaicznego (grupa modułów fotowoltaicznych tworzy panel fotowoltaiczny), składającego się z pojedynczych ogniw fotowoltaicznych.
Instalacja fotowoltaiczna jest dobrym rozwiązaniem głównie ze względu na ograniczenie kosztów związanych z zużyciem energii elektrycznej. Fotowoltaika jest bezpieczna dla środowiska, nie generuje zanieczyszczeń powietrza, nie zużywa również wody. Żywotność modułów fotowoltaicznych dochodzi nawet do 30 lat (co nie oznacza, że po tym okresie moduły przestają działać), są one również biodegradowalne, więc nie ma problemu z ich składowaniem, po zakończeniu użytkowania.
Warto zaznaczyć, że fotowoltaika często mylona jest kolektorami słonecznymi. Fotowoltaika zajmuje się bezpośrednim przetwarzaniem promieniowania słonecznego na energię elektryczną, z kolei kolektory słoneczne wykorzystują promieniowanie słoneczne w celu wytworzenia ciepła.
Jak działają moduły fotowoltaiczne?
Ogniwa fotowoltaiczne, z których złożone są moduły fotowoltaiczne (a te z kolei składają się na panel fotowoltaiczny) zamieniają energię słoneczną w energię elektryczną. Dzieje się to w momencie padania minimalnej jednostki światła na płytkę krzemową, z której zbudowane jest ogniwo fotowoltaiczne.
Główny surowiec, z którego produkuje się ogniwa fotowoltaiczne to krystaliczny wafel krzemowy. Krzem tworzy bardzo stabilne struktury sieci krystalicznej. Zamontowane i podłączone do siebie moduły fotowoltaiczne montuje się na dachu, a ogniwa przetwarzają energię słoneczną na energię elektryczną.
Jednostka światła tzw. foton jest pochłaniany przez krzem, kolejno wybija elektron ze swojej pozycji zmuszając go do ruchu czyli przepływu prądu elektrycznego. Ze względu na małą moc prądu elektrycznego wytwarzanego przez pojedyncze ogniwa, łączone są one szeregowo w moduły fotowoltaiczne.
Każdy system fotowoltaiczny składa się z kilku podzespołów, gdzie należy wymienić:
- moduły fotowoltaiczne;
- inwerter (falownik);
- system mocowania;
- akcesoria łączeniowe.
Zestaw fotoogniw jest montowany pomiędzy warstwami folii PET i EVA oraz szybą hartowaną. Całość jest hermetycznie zalaminowana i oprawiona sztywną, aluminiową ramą, gwarantującą wytrzymałość mechaniczną i łatwy montaż modułów. Taka konstrukcja zapewnia dobrą odporność na warunki atmosferyczne przez cały okres eksploatacji, który wynosi minimum 25 lat (po upływie tego okresu moduły nadal będą pracować, jednak spadnie moc znamionowa modułów do ok 70-80%).
Sercem systemów solarnych są inwertery fotowoltaiczne. Ich zadanie polega na przetworzeniu prądu stałego DC na przemienny AC o parametrach identycznych, jak energia w sieci elektrycznej niskiego napięcia. Są one podłączone do publicznej sieci energetycznej w tzw. fotowoltaicznych systemach sieciowych. Poza zamianą prądu stałego na przemienny, falownik spełnia również funkcje kontrolne oraz prowadzi statystyki produkcji energii.
W budownictwie mieszkalnym, publicznym i komercyjnym oraz w sektorze energetyki, zastosowanie znajdują głównie moduły fotowoltaiczne składające się z ogniw mono i polikrystalicznych.
Jakie czynniki wpływają na wydajność systemu fotowoltaicznego?
Orientacja względem południa – odchylenie modułów od kierunku południowego powoduje zmniejszenie ilości wyprodukowanej energii w ciągu roku;
Kąt nachylenia – najlepszą produkcję energii uzyskamy instalując moduły pod kątem 30-35º;
Zacienienie – zacienienie pojedynczego ogniwa przekłada się na spadek generowanego prądu w całym module, co z kolei przekłada się na prąd generowany w łańcuchu szeregowo połączonych modułów. Warto zwrócić uwagę, czy w naszym sąsiedztwie znajdują się wysokie drzewa lub kominy;
Temperatura – wraz ze wzrostem temperatury modułów, spada moc przez nie generowana;
Natężenie promieniowania słonecznego – im więcej promieniowania pada na płaszczyznę modułu, tym więcej energii zostanie wyprodukowane. W dni pochmurne systemy PV generują znacznie mniej energii, niż w dni słoneczne.
Dlaczego warto zainwestować w fotowoltaikę?
MNIEJSZE RACHUNKI ZA PRĄD
Urządzenia domowe oraz firmowe w pierwszej kolejności pobierają prąd wyprodukowany z mikroelektrowni fotowoltaicznej, dzięki czemu inwestor kupuje mniej energii od sprzedawcy i płaci mniejsze rachunki za prąd o ponad 50%.
BEZOBSŁUGOWOŚĆ INSTALACJI I DŁUGA TRWAŁOŚĆ MODUŁÓW FOTOWOLTAICZNYCH
Po montażu modułów, czy to na dachu czy gruncie, nie jest wymagana jakakolwiek ingerencja ze strony inwestora. Produkcja energii oraz jej przesyłanie są automatyczne. Korzystanie z energii wytworzonej przez fotowoltaikę nie wiąże się z wymianą instalacji elektrycznej, kabli czy gniazdek.
OCHRONA ŚRODOWISKA
Korzystając z instalacji fotowoltaicznej dbamy o środowisko naturalne. Fotowoltaika w procesie produkcji energii elektrycznej z promieniowania słonecznego nie emituje żadnych szkodliwych dla zdrowia substancji oraz nie generuje hałasu.
WIĘKSZA NIEZALEŻNOŚĆ OD PODWYŻEK CEN ENERGII
Im bardziej wzrasta cena energii elektrycznej, tym czas zwrotu z inwestycji w mikroelektrownię fotowoltaiczną jest krótszy. Właściciel instalacji fotowoltaicznej jest bardziej niezależny od podwyżek cen energii (w tym cen za dystrybucję). Wytwarzanie własnej energii elektrycznej dzięki instalacji fotowoltaicznej to pewna i bezpieczna inwestycja dla wszystkich, którzy chcą w znacznym stopniu uniezależnić się od dostawców energii .
SŁOŃCE JAKO NIEWYCZERPALNE ŹRÓDŁO ENERGII
Słońce to niewyczerpalne źródło energii, które fotowoltaika wykorzystuje do produkcji czystej energii elektrycznej. Na uzysk energetyczny z instalacji fotowoltaicznej wpływa wiele czynników m.in. rodzaj modułów i ich sprawność, orientacja modułów fotowoltaicznych na dachu (lub gruncie, fasadzie), kąt nachylenia, jak i procent zacienienia. Można przyjąć założenie, że w polskich warunkach uzysk energetyczny z elektrowni fotowoltaicznej o optymalnej ekspozycji wynosi 1000 kWh z 1 kWp mocy zainstalowanej w ciągu roku.
Fotowoltaika jest jednym ze sposobów korzystania z tzw. „zielonej energii”, czyli energii czerpanej ze źródeł odnawialnych. Na rynku dostępne są ciekawe i zróżnicowane formy finansowania instalacji fotowoltaicznych np. dogodne finansowanie w formie miesięcznych rat (dla klientów indywidualnych) lub leasing (opcja dla firm).
Szczegółowe informacje na temat opcji finansowania zakupu i montażu instalacji fotowoltaicznych dla domu i biznesu, można znaleźć na stronie internetowej innogy, wiodącego koncernu energetycznego, działającego w obszarach energii odnawialnej, elektroenergetycznej i gazowej infrastruktury sieciowej.
Artykuł powstał we współpracy z innogy, jednym z największych dostawców energii odnawialnej w Polsce.
- Pogotowie hydrauliczne, czyli usuwanie nagłych awarii
- Piece na pellet – co warto wiedzieć
- Święta w hotelu ze SPA – warto choć raz spróbować
Originally posted 2017-07-11 09:33:52.
