Zasada działania i rodzaje paneli fotowoltaicznych


fotowoltaika

Warto wiedzieć, na jakiej zasadzie działa fotowoltaika, ponieważ cieszy się ona coraz większą popularnością wśród Polaków.

Zasada działania fotowoltaiki

Fotowoltaika do swojego działania wykorzystuje zjawisko efektu fotoelektrycznego. Dualizm falowo-korpuskularny wskazuje nam na to, że światło w pewnych warunkach możemy potraktować jako fale, w pewnych jak cząstki. Potraktowane jako cząstki składają się z fotonów. Właśnie fotony trafiają na krzemową pokrywę ogniwa fotowoltaicznego.

Powoduje to wybicie elektronu ze swojej początkowej pozycji oraz wymuszenie na nim ruchu. Jak pamiętamy z fizyki, to właśnie przepływ elektronów nazywamy prądem elektrycznym, więc to na tym etapie dochodzi do (w cudzysłowie) wyprodukowania energii. Cała konstrukcja ogniwa jest przystosowana do tego, żeby produkować jak najwięcej energii przy zachowaniu proporcji do kosztów.

Nie doszłoby do przekształcenia energii bez zastosowania półprzewodnikowego złącza “p-n”. Materiał użyty do ogniw fotowoltaicznych ma maksymalnie pochłaniać padające promienie słoneczne.

Podział ogniw fotowoltaicznych

Rozróżniamy trzy podstawowe typy paneli fotowoltaicznych: monokrystaliczne, polikrystaliczne i amorficzne. Te pierwsze wyróżniają się z wyglądu charakterystycznymi wycięciami na narożniku (co wynika z uzyskania optymalnego kształtu podczas wycinania ogniw z monokryształu). Charakteryzują się one stosunkowo wysoką efektywnością przekraczającą czasem 20%.

Pod tym kątem przewyższają one polikryształ, ale wadą jest stosunkowo wysoka cena, co sprawia, że są mniej popularne od konkurencyjnego materiału. Wyższa wydajność jest szczególnie istotna w przypadku ograniczonej powierzchni (np. chcemy uzyskać więcej energii, ale brakuje nam miejsca na dachu, bo pokryty w całości polikryształem da nam mniej energii niż oczekujemy).

Właśnie panele polikrystaliczne są obecnie najpopularniejsze. Ich efektywność na poziomie 14-16% jest zadowalająca, jeśli porównamy ją do niższej ceny wyprodukowania. Takie rozwiązanie jest również klasyczne, gdy mamy do czynienia z farmami fotowoltaicznymi (jest tam wystarczająco miejsca, żeby zdecydować się na obniżenie kosztów inwestycyjnych). Również ten rodzaj lepiej współpracuje z kapryśną polską pogodą, co do której nie możemy być pewni, że cały czas na ogniwa będą padały bezpośrednie promienie słońca.

Trzeci rodzaj ogniw, to panele z kremu amorficznego. Wyróżniają się bardzo niską efektywnością, ale zaletą rekompensującą tę wadę jest fakt, że są najtańsze, a do tego lekkie i niewrażliwe na wysokie temperatury. Tutaj należy podkreślić, że chociaż ogniwa fotowoltaiczne potrzebują do swojego działania promieni słonecznych, o tyle wzrost temperatury samych modułów jest zjawiskiem niekorzystnym, ponieważ wraz z nim spada efektywność przekształcania energii. Właśnie ta wrażliwość jest najmniejsza w przypadku zastosowania krzemu amorficznego.

Have any Question or Comment?

Dodaj komentarz