Jak działa fotowoltaika?

Głównymi zaletami systemów fotowoltaicznych jest ich trwałość oraz niezwykle wysoka wydajność. System fotowoltaiczny jest segmentem energetyki, który daje możliwości produkcji energii na własne potrzeby co pozwoli na znaczne obniżenie rachunków za energię.

Nadwyżki wyprodukowanej energii można zmagazynować w sieci operatora i wykorzystać na zasadzie opustów w następnym roku rozliczeniowym. Moduły fotowoltaiczne nie wymagają skomplikowanych prac serwisowych ani innych nakładów finansowych w trakcie użytkowania. Posiadają żywotność nawet 25 lat.

Instalując systemy PV zyskujemy:

• Darmową energię do zasilania produkcji w firmy lub urządzeń domowych
• Prostą budową, a inwestycja nie zajmuje zbyt wiele czasu
• Bezawaryjność i brak części ruchomych, nie troszczymy się o jego obsługę
• Energię słoneczną która nie emituje do atmosfery szkodliwych substancji, nie generuje hałasu
• Zainstalowany system fotowoltaiczny podnosi wartość nieruchomości, niezależnie od jej lokalizacji
• System fotowoltaiczny z powodzeniem również pozwala magazynować pobraną energię, dlatego ich dużym atutem jest praca w miejscach gdzie nie ma możliwości podłączenia sieci przez zakład energetyczny

Fotowoltaika to pozyskiwanie i konwersja energii słonecznej na prąd elektryczny, który chcemy wykorzystać i dostarczyć do Twojej firmy.

Do zamiany energii promieniowania słonecznego w energię elektryczną służą ogniwa fotowoltaiczne (inaczej: ogniwa słoneczne bądź fotoogniwa), a proces zamiany nosi nazwę konwersji fotowoltaicznej. Ogniwo fotowoltaiczne to krzemowa płytka półprzewodnikowa, wewnątrz której istnieje bariera potencjału (pole elektryczne), w postaci złącza p-n (positive – negative). Padające na fotoogniwo promieniowanie słoneczne wybiją elektrony z ich miejsc w strukturze półprzewodnika, tworząc pary nośników o przeciwnych ładunkach (elektron z ładunkiem ujemnym i z ładunkiem dodatnim „dziura”, powstała po jego wybiciu). Ładunki te zostają następnie rozdzielone, co sprawia, że w ogniwie pojawia się napięcie. Takie ogniwa łączy się w panele fotowoltaiczne które, podłącza się do urządzeń pobierających energię i następuje przepływ prądu elektrycznego.

Standardowy krzemowy panel fotowoltaiczny (panel PV) zbudowany jest z modułów połączonych ze sobą szeregowo i równolegle. Im silniej napromieniowany jest przez słońce, tym więcej prądu generuje, a tym samym zwiększa swoją wydajność. Przy zachmurzeniu oraz w porach mniejszego nasłonecznienia (ranek, wieczór) wydajność jest z reguły mniejsza, ale mimo to panele fotowoltaiczne w dalszym ciągu wytwarzają prąd. W praktyce wyróżniamy kilka technologii produkcji paneli PV:

• krystaliczne
• cienkowarstwowe
• organiczne
• kilkuwarstwowe

Zarówno w przypadku paneli krystalicznych jak i cienkowarstwowych rozróżnia się dwa rodzaje połączeń elektrycznych:

Połączenia szeregowe – w tym przypadku sumują nam się napięcia poszczególnych paneli układu, natomiast wartość ich natężenia pozostaje stała. Dlatego tak ważne jest, aby wykorzystywać w danym szeregu panele fotowoltaiczne tego samego typu oraz serii. Połączenia szeregowe stosuje się z reguły w systemach stringowych on-gridowych (system zintegrowany z siecią).

Połączenia równoległe – w tym przypadku z kolei sumują się natężenia prądu poszczególnych paneli występujących w łańcuchu, natomiast wartość ich napięcia w układzie pozostaje stała. Są to połączenia wykorzystywane najczęściej w układach off-gridowych, (system autonomiczny) kiedy znaczny nacisk kładzie się na możliwie wysoki poziom natężenia prądu uzyskiwanego w systemie w celu ładowania akumulatorów.

Wytwarzanie prądu z systemów fotowoltaicznych możemy podzielić na etapy:

• Pozyskiwanie energii – ogniwa i panele fotowoltaiczne wytwarzają energię elektryczną bezpośrednio z padającego na nie światła. Jest to prąd stały, taki jaki można też czerpać z akumulatorów.

• Przetwarzanie energii – Prąd stały, wytworzony przez panel fotowoltaiczny jest następnie przetwarzany w falowniku (często nazywanym także inwerterem sieciowym) w prąd przemienny, zgodny z parametrami sieci (napięcie przemienne 230 V, 50 Hz).

• Wykorzystanie energii – uzyskany w ten sposób prąd przemienny zasila bezpośrednio urządzenia w naszym domu lub firmie, a nadwyżki  oddawane są bezpośrednio do publicznej sieci energetycznej.
• Za oddaną energię operator sieci płaci według obowiązującej taryfy gwarantowanej.

Warto tutaj  przypomnieć, że prąd z inwertera (falownika) ma nieznacznie większą częstotliwość co powoduje „wypychanie” prądu z sieci i wykorzystanie w pierwszej kolejności prądu z instalacji PV.