Panele słoneczne – z czego są zbudowane?

Budowa ogniwa fotowoltaicznego

Panele fotowoltaiczne składają się z ogniw fotowoltaicznych (zwanych również ogniwami słonecznymi), które odpowiadają za pobieranie energii słonecznej i przekształcanie jej w energię elektryczną. Ogniwo fotowoltaiczne zbudowane jest najczęściej z krzemu, czyli pierwiastka pełniącego rolę półprzewodnika, dzięki czemu możliwe jest przetworzenie energii z promieniowania słonecznego na prąd elektryczny.

Zastosowanie krzemu do budowy ogniw fotowoltaicznych umożliwia przekształcanie energii słonecznej na energię elektryczną. Gdy promienie słoneczne padają na ogniwo zachodzi tzw. zjawisko fotowoltaiczne. Krzem posada również aż cztery elektrony walencyjne – im ich więcej, tym zjawisko fotoemisji zachodzi szybciej. W celu zwiększenia ilości elektronów walencyjnych krzem bardzo często łączy się z innymi pierwiastkami np. selenem.

Panel fotowoltaiczny posiada budowę warstwową. Najważniejszym elementem są ogniwa fotowoltaiczne zbudowane z krzemu. Z obu stron są one zabezpieczone warstwą ochronną. Od góry moduł przykryty jest szybą hartowaną odporną na uderzenia, zaś od spodu znajduje się usztywniające podłoże. Całość zamknięta jest w ramie z aluminium odpornego na czynniki atmosferyczne i obciążenia oraz podłączona do znajdujących się na samym dole złączy elektrycznych, które odpowiadają za przesłanie wytworzonego prądu.

Jak działają ogniwa fotowoltaiczne?

Panele słoneczne składają się ze zbudowanych z krzemu ogniw fotowoltaicznych. Ogniwa posiadają właściwości półprzewodników, dzięki czemu możliwe jest przekształcenie energii promieniowania słonecznego w energię elektryczną.

Promienie słoneczne składają się z cząstek zwanych fotonami. W momencie zderzenia z panelami słonecznymi fotony są pochłaniane przez krzemową płytkę, powodując wybicie elektronu. Zmuszony do ruchu elektron powoduje powstanie energii elektrycznej.

Wyprodukowany przez ogniwa fotowoltaiczne prąd jest prądem stałym. Aby móc zasilać urządzenia elektryczne niezbędna jest jego zamiana na prąd zmienny o odpowiednich parametrach. Jest to zadanie kolejnego urządzenia wchodzącego w skład instalacji fotowoltaicznej – inwertera (co to jest inwerter?).

Chcesz dowiedzieć się, jaka jest zasada działania paneli fotowoltaicznych? Sprawdź nasz artykuł na ten temat – jak działają panele słoneczne?

Ogniwa fotowoltaiczne – rodzaje

Dostępne na rynku panele fotowoltaiczne składają się z różnego rodzaju ogniw fotowoltaicznych. Wyróżnić można przede wszystkich ogniwa monokrystaliczne oraz ogniwa polikrystaliczne. Różnice pomiędzy panelami wynikają z ich budowy, przekładając się na wydajność, działanie, wytrzymałość. Czym różnią się panele polikrystaliczne i panele monokrystaliczne?

Panele fotowoltaiczne monokrystaliczne

Panele monokrystaliczne są zbudowane z monokryształu krzemu. Posiadają one jednolitą, ciemną barwę – od ciemnoniebieskiej po czarną. Wyróżnia je również wysoka sprawność, która oscyluje w granicach od 18% do 22%, co pozwala na wyprodukowanie większej ilości energii elektrycznej przy wykorzystaniu mniejszej ilości powierzchni. Im wyższa sprawność paneli fotowoltaicznych, tym mniej można ich zamontować, aby pokryć zapotrzebowanie energetyczne gospodarstwa domowego lub firmy. Panele monokrystaliczne są odporne na warunki atmosferyczne i posiadają długą, nawet ponad 30-to letnią żywotność.

Panele fotowoltaiczne polikrystaliczne

Panele polikrystaliczne cechuje niższa sprawność, która oscyluje w granicach 14-18%, zatem niezbędne jest zamontowanie ich większej ilości, aby uzyskać odpowiednią do zapotrzebowania ilość energii elektrycznej. Ogniwa polikrystaliczne są zbudowane z polikryształu krzemu i posiadają niebieską barwę. Ze względu na mniejszą sprawność są one również znacznie tańsze.