Jak działa fotowoltaika?

Portal Energia

Ocena:

[5/5.0 1 głosów]

Brak ocen

Fotowoltaika – co to jest?

Fotowoltaika jest nowoczesną technologią, która opiera swoje działanie na efekcie fotowoltaicznym. Oznacza to, że wykorzystuje ona promieniowanie słoneczne do produkcji energii elektrycznej, która zasila urządzenia elektryczne w domach, firmach czy w gospodarstwach rolnych.

System fotowoltaiczny składa się z kilku urządzeń, wśród których kluczową rolę odgrywają panele fotowoltaiczne oraz inwerter. Panele fotowoltaiczne przechwytują energię słoneczną wytwarzając prąd stały, który następnie za pomocą inwertera przekształcany jest w prąd zmienny płynący w gniazdkach. Fotowoltaika może być montowana na dachu budynku bądź na gruncie.

Inwestycja w fotowoltaikę oznacza niższe rachunki za prąd, gdyż większość zapotrzebowania pokrywana jest za pomocą instalacji fotowoltaicznej. Przekłada się do na realne oszczędności, a także na niezależność od podwyżek cen energii elektrycznej. I to w długiej perspektywie czasowej, bowiem panele fotowoltaiczne mogą służyć wydajnie nawet przez 25-35 lat. Z kolei zwrotu z inwestycji, szczególnie w przypadku skorzystania z programów dofinansowań oraz odliczeń od podatku, można spodziewać się już po 5-7 latach.

Energia elektryczna może być tania, a do tego ekologiczna! W tym celu pomóc może fotowoltaika, która bazuje na odnawialnych źródłach energii. Zapewnia ona niższe rachunki za prąd, niezależność energetyczną, a także jest przyjazna dla środowiska naturalnego. Jak działa fotowoltaika? Z jakich elementów składa się instalacja fotowoltaiczna? Jak dobrać moc instalacji fotowoltaicznej? Dowiesz się tego z poniższego artykułu.

Zasada działania instalacji fotowoltaicznej

Jak działa instalacja fotowoltaiczna? Otóż bazuje ona na efekcie fotowoltaicznym, czyli na wykorzystaniu promieni słonecznych do wytwarzania energii elektrycznej. Proces ten jest stosunkowo prosty – pojedyncza cząstka światła, czyli foton, pada na wykonany z krzemu panel słoneczny, wprawiając w ruch elektron. To z kolei powoduje wytworzenie energii elektrycznej.

Za pomocą paneli fotowoltaicznych wygenerowany zostaje prąd stały, który następnie trafia do urządzenia zwanego falownikiem lub inwerterem, gdzie przekształcany jest w prąd zmienny. Jest to rodzaj prądu, który może płynąć w sieci energetycznej i zasilać urządzenia elektryczne.

Pozyskanie energii elektrycznej w przypadku instalacji fotowoltaicznej jest całkowicie darmowe i ekologiczne. Systemy fotowoltaiczne, w odróżnieniu od tradycyjnych elektrowni, nie produkują spalin i szkodliwych substancji. Cały proces opiera się o naturalne, odnawialne i bezpłatne zasoby środowiska.

Z jakich elementów składa się instalacja fotowoltaiczna?

Instalacja fotowoltaiczna składa się z kilku komponentów, które mają ogromne znaczenie dla jej wydajnej pracy. System fotowoltaiczny składa się z:

  • Paneli fotowoltaicznych – mogą być one montowane na dachu budynku lub na gruncie. Panele słoneczne zbudowane są z połączonych ogniw fotowoltaicznych, które przechwytują energię słoneczną i wytwarzają z niej energię elektryczną.
  • Inwertera – jego głównym zadaniem jest zamiana prądu stałego w prąd zmienny. Oprócz tego monitoruje on pracę całej instalacji i pełni rolę zabezpieczającą podczas awarii.
  • System montażowy – za jego pomocą układ jest przymocowany do dachu lub umiejscowiony na gruncie. Powinien być wykonany z odpornych na korozję materiałów.
  • Okablowanie oraz inne elementy łączące instalację – skrzynki przyłączeniowe, złącza, rozgałęźniki, zabezpieczenia AC/DC.
  • Ewentualnie magazyn energii, w którym kumulowana jest energia wytworzona przez instalację fotowoltaiczną – dzięki niemu nie ma konieczności przesyłania energii elektrycznej do zewnętrznej sieci.

Jak działają ogniwa fotowoltaiczne?

Za wytworzenie prądu przez instalację fotowoltaiczną odpowiadają ogniwa fotowoltaiczne. Są one najczęściej zbudowane z krzemu, czyli materiału półprzewodzącego, dzięki czemu możliwy jest proces przemiany energii słonecznej w energię elektryczną. Fotony, z których składa się strumień światła zderzają się z elektronami z ogniw fotowoltaicznych, wprawiając je w ruch. Zainicjowana w ten sposób zostaje reakcja, której efektem jest wytworzenie energii elektrycznej.

Pojedyncze ogniwo fotowoltaiczne nie ma zbyt dużej mocy – osiąga ona maksymalnie kilka watów. Właśnie dlatego ogniwa łączone są w moduły fotowoltaiczne, a ich moc dobierana indywidualnie do zapotrzebowania na prąd gospodarstwa domowego lub firmy.

Jednak same ogniwa fotowoltaiczne, nawet połączone w moduły, nie wystarczą. Aby instalacja fotowoltaiczna mogła działać i zasilać urządzenia elektryczne, niezbędne jest przekształcenie wytworzonego przez ogniwa fotowoltaiczne prądu stałego w prąd zmienny, który płynie w domowych obwodach elektrycznych. W tym celu niezbędny jest inwerter.

Rodzaje instalacji fotowoltaicznych

Instalacja fotowoltaiczna może być skonstruowana w różny sposób. Wyróżnić można przede wszystkim:

  • systemy fotowoltaiczne on-grid – połączone z zewnętrzną siecią energetyczną. Wygenerowana za pomocą instalacji fotowoltaicznej nadwyżka energii elektrycznej trafia do sieci publicznej. Można z niej skorzystać w momencie, gdy panele fotowoltaiczne produkują mniej prądu, czyli np. nocą lub w okresie zimowym. Wadą tego rozwiązania jest brak możliwości odzyskania całości wygenerowanej energii elektrycznej – można uzyskać jedynie 80% energii przesłanej do sieci.
  • systemy fotowoltaiczne off-grid – instalacja fotowoltaiczna wyposażona jest we własny magazyn energii, w którym kumulowane są nadwyżki. Tego rodzaju system zapewnia niezależność od sieci energetycznej oraz przerw w dostawach prądu. W tym przypadku nadwyżki są efektywniej wykorzystywane, jednakże koszt inwestycji jest wyższy.
  • systemy hybrydowe – posiadają własny magazyn energii, a jednocześnie są podłączone do sieci publicznej.

Jak dobrać moc instalacji fotowoltaicznej?

Przed wykonaniem montażu instalacji fotowoltaicznej bardzo ważne jest przygotowanie jej projektu, w tym także ustalenie mocy systemu fotowoltaicznego. Odpowiedni dobór mocy instalacji fotowoltaicznej przekłada się na jej efektywność. Jeśli wyprodukowania za pomocą paneli fotowoltaicznych energia elektryczna pokrywa zapotrzebowanie na prąd w całości, oszczędności wynikające z instalacji będą najwyższe.

Moc instalacji fotowoltaicznej powinna zostać dobrana w oparciu o roczne zużycie energii elektrycznej. Nie powinna ona przekraczać tej ilości, gdyż spowoduje nadmierną produkcję prądu, którego w żaden sposób nie będzie można spożytkować – nadwyżka wprowadzona do sieci przepada po 365 dniach. Dodatkowo, nie wraca ona w całości, lecz jedynie w 80%. Co więcej, zbyt duża moc instalacji przyczyni się to do spowolnienia tempa zwrotu z inwestycji.

Z tej właśnie przyczyny bardzo istotne jest, aby w doborze mocy instalacji fotowoltaicznej uczestniczyli specjaliści. Pomogą oni dobrać odpowiednią ilość paneli fotowoltaicznych biorąc pod uwagę roczne zużycie prądu, a tym samym ograniczą ryzyko odprowadzania zbyt dużej nadwyżki energii do sieci.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.

    Szybki kontakt
    Chcesz skonsultować się z inżynierem lub projektantem? Zostaw swoje dane.

    Nasza oferta

    Fotowoltaika

    Bezpłatne porównanie ofert
    PORÓWNAJ OFERTY

    Pompy Ciepła

    Bezpłatne porównanie ofert
    PORÓWNAJ OFERTY

    Magazyny energii

    Bezpłatne porównanie ofert
    PORÓWNAJ OFERTY

    Kredyty/Pożyczki

    Bezpłatne porównanie ofert
    PORÓWNAJ OFERTY