Budowa i działanie ogniwa fotowoltaicznego:
Zadaniem ogniw fotowoltaicznych jest konwersja energii słonecznej w energię elektryczną.
W obudowie ogniwa fotowoltaicznego znajdują się dwie warstwy półprzewodnikowe tworzone przez płytki krzemu, wewnątrz których panuje pole elektryczne. Pod wpływem promieni słonecznych dochodzi do wybicia elektronów z krzemu, w skutek czego tworzą się pary nośników o przeciwnych ładunkach (ujemnego elektronu z dziurą o ładunku dodatnim powstałą po jego wybiciu). Te pary nośników są następnie rozdzielane przez pole elektryczne, w wyniku czego w ogniwie powstaje różnica potencjałów, czyli napięcie elektryczne. Po podłączeniu do ogniwa urządzenia pobierającego energię elektryczną ma miejsce przepływ wytworzonego prądu do podłączonego urządzenia.
Budowa instalacji fotowoltaicznej:
Ogniwa fotowoltaiczne najczęściej połączone są z instalacją elektryczną budynku poprzez falownik (inwerter), którego zadaniem jest zamiana uzyskiwanego w ogniwach prądu stałego na zmienny oraz zapewnienie maksymalnego w danym momencie uzysku energii. W przypadku gdy nadwyżki uzyskanej energii sprzedawane są do sieci energetycznej, falownik reguluje pracę systemu w celu dopasowania jej do aktualnej charakterystyki sieci energetycznej.
Opcjonalnym elementem instalacji jest akumulator, który magazynuje wytworzoną w ogniwach energię, zapewniając do niej dostęp także nocą bądź w pochmurne dni, gdy nie ma dostępu do promieniowania słonecznego. Akumulatory stosowane są przede wszystkim w instalacjach nie współpracujących z siecią energetyczną (tzw. systemach off-grid).
Gdy instalacja fotowoltaiczna współpracuje z siecią energetyczną (tzw. systemy on-grid), w instalacji zamontowany jest także licznik do pomiaru ilości prądu dostarczonego do sieci publicznej oraz dwudrożny licznik energii wskazujący jaka ilość energii została pobrana przez urządzenia z sieci publicznej a jaka pochodziła z własnej produkcji.
Ogniwa fotowoltaiczne mogą być połączone w moduły – szeregowo, równolegle lub w sposób mieszany szeregowo – równolegle. Łączenie szeregowe stosuje się w celu uzyskania większego napięcia zasilania, łączenie równoległe natomiast w celu uzyskania wyższej wartości prądu. W celu osiągnięcia określonej wartości napięcia i prądu, stosuje się połączenia szeregowo – równoległe.
Ogniwa fotowoltaiczne mogą być zlokalizowane na dachu budynku, na otwartej przestrzeni, a nawet na pojazdach (jachtach, samochodach). Mogą być z nich zbudowane tzw. farmy fotowoltaiczne produkujące bardzo duże ilości energii.
Zalety:
– uniezależnienie od dostaw i kosztów energii z sieci energetycznej,
– brak opłat stałych związanych z przesyłem,
– możliwość sprzedaży nadwyżek wyprodukowanej energii do sieci,
– ekologiczne, przyjazne dla środowiska źródło energii (wykorzystywanie odnawialnego źródła energii, ograniczenie emisji CO2, recykling urządzeń po okresie eksploatacji),
– niezawodność i trwałość instalacji fotowoltaicznych,
– odporność paneli na warunki atmosferyczne,
– przetwarzanie zarówno promieniowania bezpośredniego jak i rozproszonego,
– poprawa charakterystyki energetycznej budynku podwyższającej jego wartość (przy ewentualnej sprzedaży, wynajmie),
– możliwość skorzystania z atrakcyjnych dofinansowań z NFOŚiGW,
– możliwość utworzenia instalacji hybrydowej, gdzie instalacja fotowoltaiczna wspomagana jest innym źródłem energii, np. z turbiny wiatrowej,
– możliwość montażu instalacji fotowoltaicznej bez wymiany istniejącej w budynku instalacji (układ fotowoltaiczny podłącza się do szafy sterowniczej),
– instalacje fotowoltaiczne działają automatycznie i nie wymagają zewnętrznej obsługi.
Inne nazewnictwo ogniw fotowoltaicznych lub ich zespołów:
-panel słoneczny
-panel solarny
-foto panel
-foto ogniwo
-generator energii
-generator prądu
-farma fotowoltaiczna
-farma słoneczna
