Instalacja fotowoltaiczna – co to jest?
Fotowoltaika jako sposób produkcji energii elektrycznej zyskuje w Polsce coraz większą popularność. Nic dziwnego, skoro pozwala zaoszczędzić na rachunkach za prąd, a przy okazji zadbać o środowisko naturalne. Wciąż więcej osób chce więc mieć w swoim domu „energię ze słońca”, która jest znacznie tańsza niż tradycyjny prąd. Ale jak to się dzieje, że w ogóle istnieje możliwość jej wyprodukowania?
Fotowoltaika to w dużym skrócie proces pozyskiwania energii elektrycznej ze słońca przy pomocy paneli słonecznych. W jaki sposób się on odbywa?
Trzeba wiedzieć, że światło słoneczne, które dociera na Ziemię składa się z fotonów, czyli jego najmniejszych cząsteczek. Niosą one ze sobą różny ładunek energetyczny, w zależności od długości wysyłanych fal. Z kolei panele słoneczne na budynkach wykonane są z materiałów półprzewodnikowych, z których najczęściej spotykanym jest krzem. Gdy fotony trafiają w panele, mogą się od nich odbić, przejść przez nie lub zostać zaabsorbowane przez półprzewodnik. Tylko te, które będą absorbowane biorą później udział w produkcji energii elektrycznej. Gdy pochłonięte zostanie odpowiednio dużo energii słonecznej, z atomów półprzewodnika uwalniane są elektrony, czyli cząstki o ujemnym ładunku elektrycznym. Ich ruch po powierzchni ogniw fotowoltaicznych powoduje nierównowagę ładunku elektrycznego, która z kolei wytwarza potencjał napięcia. Gdy podłączone do obiegu przewodniki elektryczne obecne na panelach pochłoną elektrony, w obwodzie zaczyna płynąć prąd.
Dzięki przedstawionej wyżej reakcji możliwe jest wytworzenie energii elektrycznej. Ale by popłynęła ona do gniazdka w domu, na którym zamontowano panele słoneczne, potrzebna jest jeszcze kilka innych elementów instalacji fotowoltaicznej.
Co to jest instalacja fotowoltaiczna?
Instalacja fotowoltaiczna to cały zestaw urządzeń, które zapewniają możliwość wykorzystania energii elektrycznej powstałej na bazie naturalnego promieniowania słonecznego.
Podstawowymi elementami całego systemu są same panele słoneczne oraz tzw. inwerter, nazywany również falownikiem, który w pewnym sensie steruje całym procesem pozyskiwania energii, odpowiadając przede wszystkim za zamianę prądu stałego na zmienny. W skład instalacji wchodzą również przewody solarne, którymi popłynie prąd. Dobra instalacja zawiera ponadto wysokiej jakości mechanizmy zabezpieczające przed przepięciami, które minimalizują ryzyko uszkodzenia urządzeń oraz magazyny energii (akumulatory), umożliwiające jej gromadzenie, gdy pozyskano jej więcej niż zużyto.
Jak działa instalacja fotowoltaiczna?
Panele słoneczne są podstawowym elementem całego systemu, swoistym „kamieniem węgielnym”. Są one podłączone przewodami w specjalnych modułach, czyli grupach ogniw fotowoltaicznych. Moduły różnią się wielkością, a im są większe, tym więcej energii mogą wyprodukować.
W ogniwach fotowoltaicznych w opisany na wstępie sposób powstaje prąd stały (DC). Takim prądem można ładować baterie czy akumulatory, ale w sieci dystrybucyjnej energii elektrycznej występuje niemal wyłącznie prąd zmienny (AC), który ma różną wartość natężenia w różnym czasie. Aby więc dostarczyć odpowiedni prąd do gniazdka potrzebna jest zamiana z DC na AC. Za to właśnie w całej instalacji odpowiada jej „serce” czy też „mózg”, czyli inwerter. Dopiero po przekształceniu przez inwerter powstaje prąd zgodny z parametrami określonymi dla sieci publicznej przesyłu.
Żeby prąd wyprodukowany w ogniwach fotowoltaicznych mógł w ogóle popłynąć do gniazdek, podłącza się je do już istniejącej w danym budynku instalacji elektrycznej przy pomocy specjalnego złącza półprzewodników typu p-n. Dzieje się tak w przypadku systemów sieciowych, czyli tak zwanych „on-grid”. Przy takim podłączeniu zawsze w pierwszej kolejności zużywany jest prąd uzyskany z instalacji fotowoltaicznej, a dopiero później – w razie potrzeby – z sieci publicznej. Wynika to z faktu, że energia wytworzona w systemie fotowoltaiki ma nieco wyższe napięcie niż prąd dostarczany przez podstawową sieć.
artykuł sponsorowany
