Przetwarzanie światło na prąd

Panele fotowoltaiczne-słoneczne przetwarzają światło na prąd elektryczny. W ich budowie korzysta się z materiałów półprzewodnikowych, które pochłaniają fotony światła, oddając elektrony. Podstawowym elementem każdego panela słonecznego jest ogniwo fotowoltaiczne. To od jego jakości i trwałości zależy sprawność i trwałość całego panela. Ogniwo jest niejako „silnikiem” naszej elektrowni. Najczęściej zbudowane są z krzemu.

Ogniwa fotowoltaiczne zbudowane są z płatu specjalnie przygotowanego półprzewodnika formującego pole elektryczne z ładunkiem dodatnim po jednej i ujemnym po drugiej stronie. Kiedy światło pada na nie, elektrony zostają odłączone od atomów w półprzewodniku. Stworzenie obiegu elektrycznego poprzez odpowiednie przyłączenie do dwóch stron ogniwa spowoduje przechwycenie wolnych elektronów i uformowanie ich w prąd elektryczny.

Połączone ze sobą elektrycznie ogniwa poukładane na specjalnej powierzchni, tworzą panel. Obecnie najczęściej produkuje się panele fotowoltaiczne zbudowane z 60 ogniw o łącznej mocy od 240 do 290 Wp.

Prąd stały
i zmienny

Prąd otrzymany dzięki panelom słonecznym jest prądem stałym (DC). Poprzez system zabezpieczeń trafia do inwertera gdzie jest przetwarzany na prąd przemienny, zsynchronizowany z siecią energetyczną.

Taki układ powinien posiadać również zabezpieczenia po stronie AC i jest wpięty do wewnętrznej sieci w naszym mieszkaniu, domu czy firmie. To najczęściej spotykany układ ON-GRID. Jego zaletą jest to że wyprodukowaną energię w pierwszej kolejności zurzywamy na potrzeby własne a ewentualny nadmiar „oddajemy” do sieci.

Wyróżniamy kilka rodzajów paneli fotowoltaicznych, które różnią się od siebie przede wszystkim wydajnością oraz ceną.

Wyodrębniamy panele:

• amorficzne (cienkowarstwowe) – są one najtańsze spośród innych paneli fotowoltaicznych dostępnych na rynku. Mają niski współczynnik temperaturowy lecz wymagają dużej powierzchni, dlatego też najczęściej używane jest w klimatach odznaczających się dużym nasłonecznieniem i wysoką temperaturą lub w zasilaniu małych urządzeń (np.kalkulatorów itp.) Są bardzo kruche i nieodporne mechanicznie. Ich sprawność wynosi od 6% do 10%.
• polikrystaliczne – przyjmują kwadratowe kształty, mają krystaliczną, niejednolitą budowę oraz swoistą niebieską barwę. Jest droższym ogniwem fotowoltaicznym, ale jednocześnie jego sprawność sięga 12%, a nawet 16%. Wykorzystuje się je w elektrowniach solarnych lub budynkach mieszkalnych. PANELE POLIKRYSTALICZNE STANOWIĄ 78% PRODUKCJI ŚWIATOWEJ.
• monokrystaliczne – te ciemnoniebieskie panele odznaczają się najwyższą sprawnością wynoszącą od 18% do nawet 22%. Są najdroższe w porównaniu z innymi rodzajami paneli. Zbudowane są z monolitycznego pojedynczego kryształu krzemu. Mają jednolitą budowę wewnętrzną i wysoką wytrzymałość.

Ciekawostką są również panele CdTe oraz CIGS, są one następstwem stałych badań i poszukiwań w tej branży.