Z czego zbudowane są panele fotowoltaiczne?

Energia słoneczna to ogólnie dostępne i niekończące się źródło energii. Dzięki zainstalowaniu paneli fotowoltaicznych możemy uzyskać prąd dla naszych domów i zakładów pracy. Warto zatem poznać, jakie tajemnice skrywa budowa paneli fotowoltaicznych.

Jak przechwycić energię słoneczną?

Czerpanie energii ze słońca możliwe jest dzięki poznaniu zasady zjawiska fotowoltaicznego. To ono umożliwia zamianę energii słonecznej w prąd elektryczny potrzebny do zasilania różnorodnych urządzeń, bez których niemożliwe jest funkcjonowanie w dzisiejszym świecie. Aby do tego doszło, potrzebujemy instalacji fotowoltaicznej umiejącej w całości przeprowadzić proces konwersji.

Wyróżniającym się elementem instalacji słonecznej są panele fotowoltaiczne. W ich konstrukcji znajdziemy ogniwa fotowoltaiczne połączone szeregowo lub równolegle. Ogniwa są najmniejszym elementem panelu, a zarazem głównym miejscem wytwarzania energii elektrycznej. Produkuje się je z materiałów półprzewodzących. Najczęściej jest to krzem, czasami selen i german.

Ogniwa mają postać dość cienkiej płytki składającej się z dwóch warstw. Górna cieńsza warstwa posiada ładunek ujemny, a dolna grubsza – dodatni. Między nimi znajduje się przegroda półprzewodnikowa p-n. Niezwykle istotne jest wypracowanie charakterystycznej powierzchni płytek. Dzięki mikrowgłębieniom widocznym w dużym powiększeniu zwiększają się ich właściwości absorbowania promieni słonecznych.

Ogniwa powinny być umieszczone w próżni, jeśli ich praca ma przebiegać w sposób niezakłócony. Z tego powodu zamyka się je od góry i od dołu przezroczystą folią EVA. Ogniwa w układzie modułowym osadza się w aluminiowej ramie oraz otacza warstwami szkła hartowanego. Szklana obudowa pełni funkcję osłony przed uszkodzeniami mechanicznymi, ale też bierze udział w pochłanianiu wiązek światła. Jej powierzchnia powinna być wypolerowana, a nawet pokryta folią ograniczającą odbicie.

Od każdego panelu muszą odchodzić kable zapewniające łączność między modułami, biegną one po spodniej warstwie, wychodząc z tzw. puszki przyłączeniowej. W puszce umieszcza się też diody bocznikujące wyłączające panel w przypadku przegrzania, np. latem lub, gdy pod wpływem cienia, zamiast pracować, to sam zaczyna pobierać prąd.

Uzyskiwanie prądu dzięki panelom fotowoltaicznym

Wytwarzanie prądu zachodzi w ogniwach słonecznych tworzących konstrukcję panelu. Wystarczy, że wiązka światła padnie na jego powierzchnię, a wytrącone pod wpływem fotonów elektrony zaczną się przemieszczać. Ich ruch wprowadzi różnicę potencjałów niezbędną do osiągnięcia napięcia.

Jednak uzyskana energia wymaga dalszej obróbki. Odpowiedzialny za nią jest inwerter, nazywany także falownikiem. Za sprawą tego elementu prąd stały przyjmie formę prądu zmiennego wykorzystywanego do funkcjonowania urządzeń w domu lub w zakładzie pracy.

Sprawne działanie instalacji fotowoltaicznej zależy w dużej mierze od jej poprawnego montażu. W naszej szerokości geograficznej dysponujemy naprawdę odpowiednią ilością światła słonecznego w ciągu każdego dnia, aby panele fotowoltaiczne wypracowały właściwą ilość prądu elektrycznego. Największym wrogiem paneli jest zacienie, dlatego warto przemyśleć miejsce ich ulokowania. Najczęściej montujemy je na spadzistych dachach, ale dzięki odpowiednim konstrukcjom możemy wykorzystać także inne typy dachów. W razie potrzeby panele fotowoltaiczne umieszcza się nawet na elewacjach budynków lub na powierzchni ziemi na specjalnych stelażach. Ważne jest, że dzięki instalacjom fotowoltaicznym zyskujemy niezależność energetyczną, chronimy środowisko naturalne oraz zyskujemy okazję do realnych oszczędności.