Nasza strona internetowa korzysta z plików cookie, aby zapewnić najlepszą obsługę dostosowaną do Twoich potrzeb. Aby korzystać z witryny z pełnym komfortem, proszę zaakceptuj wszystkie pliki cookie na naszej stronie internetowej. Więcej informacji na temat plików cookie można znaleźć w naszej Polityce prywatności.

Akceptuj Odrzuć

Jak działają ogniwa fotowoltaiczne i jak można je wykorzystać?

W jaki sposób wykorzystać we własnym domu potencjał energii słonecznej? Prąd elektryczny, pozyskany przez ogniwa fotowoltaiczne z promieniowania słonecznego, może zasilać sprzęty domowe, w tym np. pompy ciepła. W ten sposób właściciele domów oszczędzają na rachunkach nie tylko za prąd, ale i za ogrzewanie. Ponadto nadprodukcję prądu można przekazać sieci i odebrać w miesiącach zimowych. To gwarancja większej niezależności od rosnących kosztów energii. Zanim jednak zdecydujesz się na instalację fotowoltaiczną w swoim domu, dowiedz się, jak działają ogniwa fotowoltaiczne i czym różnią się od kolektorów słonecznych.

Na rozwój fotowoltaiki miały wpływ odkrycia wielu naukowców, którzy po kolei dodawali cenne cegiełki swojej wiedzy do tej dziedziny. Początek fotowoltaiki sięga 1839 roku, kiedy Antoine César Becquerel po raz pierwszy zaobserwował zjawisko przetwarzania promieniowania słonecznego na energię elektryczną. Pierwsze ogniwo fotowoltaiczne wykonane z krzemu powstało ponad 100 lat później, w 1954 roku, a jego sprawność wynosiła wówczas zaledwie 6% – obecnie pojedyncze ogniwo osiąga sprawność ponad 18%.

Dzisiejsza technologia fotowoltaiczna daje użytkownikom znacznie więcej możliwości niż przed laty. Pozwala na pozyskanie energii elektrycznej niemal bezobsługowo – proces jest w pełni zautomatyzowany, bezgłośny i nieinwazyjny dla środowiska. Na czym dokładnie polega jednak ten proces?

Jak działają ogniwa fotowoltaiczne?

Panel fotowoltaiczny auroPOWER

Podstawowym i najmniejszym elementem paneli fotowoltaicznych, czyli modułów, jest krzemowe ogniwo fotowoltaiczne, którego zadaniem jest wytwarzanie energii elektrycznej. Zjawisko fotoelektryczne, które zachodzi w ogniwach, polega na zmianie właściwości elektrycznych ciała stałego, czyli ogniwa (które jest półprzewodnikiem), pod wpływem padającego na ciało stałe promieniowania słonecznego (elektromagnetycznego).

W jaki sposób ogniwa fotowoltaiczne produkują prąd stały? Płytka krzemowa (element ogniwa fotowoltaicznego) jest zbudowana z dwóch warstw oddzielonych tzw. warstwą graniczną. Warstwa skierowana w stronę światła słonecznego jest domieszkowana ujemnie fosforem (co skutkuje nadmiarem elektronów), podczas gdy dolna warstwa krzemu jest domieszkowana dodatnio poprzez dodanie atomów boru (co skutkuje niedoborem elektronów).

Dzięki temu w obszarze granicznym tworzy się pole elektryczne.

Kiedy najmniejsza jednostka światła (foton) pada na ogniwo, energia fotonu uwalnia dodatkowe elektrony i umożliwia ich przemieszczanie się. W ten sposób powstaje różnica potencjałów elektrycznych (napięcie elektryczne). Po zamknięciu obwodu odbiornikiem energii między górną a dolną płytką w obwodzie płynie prąd. To jednak prąd stały, który nie jest wykorzystywany przez sprzęty domowe. Aby móc z niego korzystać, konieczny jest falownik (inwerter), który zmienia prąd stały w prąd zmienny. Moc pojedynczego ogniwa wynosi ok. 4–5 W przy napięciu ok. 0,5 V.

Zobaczinstalacja ogniw fotowoltaicznych – najważniejsze wskazówki

Czym różnią się panele fotowoltaiczne od kolektorów słonecznych?

Panele fotowoltaiczne to połączone w moduły ogniwa fotowoltaiczne. Połączenie ma na celu uzyskanie większej mocy – konstrukcja składa się zwykle z kilkudziesięciu ogniw fotowoltaicznych.

Kolektory słoneczne (solary) zbudowane są natomiast z połączonych ze sobą cienkich rurek, wypełnionych cieczą (roztwór glikolu), które przymocowano do metalowej płyty (absorber) pokrytej powłoką selektywną (o dużym współczynniku pochłaniania promieniowania słonecznego). Promienie słoneczne padające na płytę ogrzewają ciecz w rurkach.

Różnica pomiędzy panelami fotowoltaicznymi a kolektorami słonecznymi nie polega jednak wyłącznie na innej budowie – inne jest także ich działanie. Panele fotowoltaiczne wytwarzają energię elektryczną, która może posłużyć do zasilania systemów grzewczych, podgrzania wody i pracy sprzętów AGD. Kolektory słoneczne generują natomiast ciepło, które służy głównie do przygotowania ciepłej wody użytkowej i ewentualnie jako wspomaganie centralnego ogrzewania domu.

Zobacz,czym różnią się ogniwa fotowoltaiczne od kolektorów słonecznych?

Jak wykorzystać działanie ogniw fotowoltaicznych?

System fotowoltaiczny auroPOWER

Panele fotowoltaiczne można wykorzystać w systemie fotowoltaicznym, czyli zespole modułów. System ten może posłużyć do zasilania rekuperacji oraz systemów grzewczych opartych na pracy pompy ciepła. System fotowoltaiczny auroPOWER marki Vaillant składa się z następujących elementów:

  • falownika (inwertera), który zamienia prąd stały wytworzony przez moduły na prąd zmienny;
  • modułów fotowoltaicznych z monokrystalicznymi ogniwami krzemowymi (można stosować od 6 do 22 modułów);
  • modułów sterujących do zarządzania zasilaniem i celowego aktywowania pompy ciepła;
  • trójfazowego licznika energii elektrycznej – dla dynamicznego sterowania wprowadzaniem energii do sieci;
  • systemu montażowego.

System auroPOWER ze względu na ilość wytwarzanej energii (do wyboru panele fotowoltaiczne o mocach od 290 do 305 Wp) jest przeznaczony przede wszystkim do domów jednorodzinnych. Istnieje możliwość współpracy systemu fotowoltaicznego z urządzeniami, które zapewniają ciepło w domu lub podgrzewają wodę i wymagają całkowitego lub częściowego zasilania energią elektryczną. Sprawność falownika wynosi 98,7% – dla klientów oznacza to znaczne zmniejszenie wydatków na energię dzięki produkcji energii w pełni ekologicznej, ze źródeł odnawialnych.

Pierwszy budynek, w którym zdecydowano się zastosować energię elektryczną pochodzącą z ogniw fotowoltaicznych, powstał w 1999 roku w Nowym Jorku. Obecnie ogniwa fotowoltaiczne mają coraz szersze zastosowanie – są wykorzystywane nie tylko w budynkach mieszkalnych, ale również w przedsiębiorstwach czy gospodarstwach rolnych. Dzięki wyselekcjonowanym komponentom systemy fotowoltaiczne marki Vaillant zapewniają wydajną i niezawodną pracę.

Zobaczogniwa fotowoltaiczne – uniwersalne źródło czystej energii w Twoim domu i gospodarstwie