
Widok paneli fotowoltaicznych na dachu, a nawet wielkich fotowoltaicznych farm nie jest już niczym dziwnym. Przez ostatnie lata ten trend wzrósł na sile i obecnie nie sposób znaleźć osobę, która nie wiedziałaby jak wyglądają i do czego służą panele fotowoltaiczne. Dzięki programom takim jak prosument, czy czyste powietrze, każdy może pozwolić sobie na produkcję prądu w domowym zaciszu. Jest to też wyraz naszej troski o środowisko naturalne. Jak jednak działają panele fotowoltaiczne i co sprawia, że są takie super.
Czym są panele fotowoltaiczne?
Sama nazwa panel, sugeruje, że stanowi on pewną część jakiejś całości. Wymiennie stosuje się też pojęcie moduł. Moduł fotowoltaiczny ma stanowić część całej instalacji, posiada dwa wyjścia plus i minus służące do łączenia w szeregi z innymi panelami. Ich prostokątny kształt również jest dopasowany tak by można było umieszczać panele obok siebie. Panel fotowoltaiczny to urządzenie łączące wiele ogniw fotowoltaicznych w hermetycznej, szklanej obudowie. Jest to więc instalacja szeregowo połączonych, krzemowych płytek zdolnych do zamiany słońca w potencjał elektryczny. Panele występują, w różnych rozmiarach i mocach. Moc panela wyraża się w watach, każdy panel ma również swoją specyfikacji co do napięcia, natężenia i środowiska pracy. W tym artykule skupiam się na ogniwach krzemowych ale są też panele cienkowarstwowe wykorzystujące inne związki o potencjale fotowoltaicznym. Coraz większą popularnością cieszą się też perowskity
Jak działają panele fotowoltaiczne?
Zjawisko fotowoltaiczne, pierwszy raz zaobserwował Aleksander Edmund Becquerel. To zjawisko fizyczne powoduje, że fotony padające na półprzewodnik p-n rozdzielają swój ładunek między warstwy tego przewodnika. To powoduje powstanie napięcia elektrycznego na powierzchni przewodnika. Ogniwa są łączone ze sobą szeregowo za pomocą lutów. Połączona moc kilkudziesięciu ogniw daje nam moduł o mocy nawet 500W. Każdy panel ma wyjście plus i minus. Tymi przewodami panele są połączone z odbiornikiem energii. Może to być akumulator, regulator napięcia lub inwerter, który zamienia energię stałą na zmienną o parametrach sieci elektromagnetycznej.
Mimo, że moc paneli jest podawana jako stała różni się ona od warunków. Zależnie od naświetlenia, temperatury, kąta padania słońca moc generowanej przez panel energii będzie inna. Z tego wynika, że najlepsza produkcja dla paneli będzie się odbywała w miesiącach słonecznych wiosną i latem, a przez następną część roku będzie znacznie mniejsza. Obserwując wykres produkcji energii elektrycznej możemy zaobserwować, że moc panela w ciągu dnia przypomina sinusoide. Rano gdy słońce wstaje produkcja jest niewielka, ale stopniowo rośnie wraz z pozycją słońca na nieboskłonie. Gdy słońce zaczyna zachodzić tak samo spada moc paneli, aż do zera. Nocą panele nie mają żadnej mocy. Tak samo dzieje się gdy panel znajduję się w cieniu. Efekt fotoelektryczny automatycznie zostaje zahamowany. Dlatego ważne jest aby planując instalację fotowoltaiczną wybrać miejsce nasłonecznione.