Coraz więcej instytucji i organizacji zwraca większą uwagę na dobro naszego środowiska. Nic w tym dziwnego, biorąc pod uwagę zachodzące zmiany klimatyczne spowodowane m.in. wytwarzaniem dużej ilości CO2, chociażby przez samoloty, zwierzęta hodowlane czy też ogrzewanie domów paliwami stałymi. Dlatego też coraz częściej można spotkać się z rozwiązaniami wykorzystującymi odnawialne źródła energii. Jednym z nich jest fotowoltaika, która zaczęła być popularna w Polsce od 2019 roku. Wprowadzono wtedy specjalne ulgi oraz dofinansowania do tej instalacji, co pozwoliło na szybki rozwój tej branży w rodzimych warunkach. Można to zresztą zaobserwować m.in. na dachach wielu domów przejeżdżając przez wsie czy też miasta w dzielnicach z niskim budownictwem. O tym, jak zbudowane są panele, jakie są ich rodzaje, a także, z czego składa się cała instalacja dowiesz się z naszego artykułu.
Z czego zbudowane są panele fotowoltaiczne?
Instalacje, które możemy zaobserwować na dachach budynków to ogniwa słoneczne. Najczęściej tworzy się je z krzemu, który to na swojej ostatniej powłoce ma cztery elektrony walencyjne. Jest to niezwykle istotne ze względu na szybką fotoemisję, co ma związek z wytwarzaniem energii elektrycznej. Jednak pierwiastek ten jest dosyć słabym przewodnikiem prądu. Dlatego też panele fotowoltaiczne wytwarzane są z materiałów bogatych również w inne pierwiastki.
Co ciekawe, pojedyncze ogniwo składa się z półprzewodnika typu „n” (czyli negative) oraz typu „p” (czyli positive). Dzięki zastosowaniu także innych pierwiastków różnica potencjału jest znacznie wyższa niż w przypadku samego krzemu. Energia fotonów sprawia, że ta dysproporcja jest jeszcze większa, a co za tym idzie zaczyna przepływać przez nie prąd. Panele fotowoltaiczne składają się z ogniw połączonych zarówno w sposób szeregowy, jak i równoległy. Dzięki temu istnieje możliwość wytworzenia energii nawet do 400W.
Rodzaje paneli fotowoltaicznych
Panele fotowoltaiczne można podzielić na kilka rodzajów, biorąc pod uwagę sposób ich wytwarzania:
- I generacji, czyli grubowarstwowe. Dzieli się je na dwie grupy – monokrystaliczne oraz polikrystaliczne. Pierwszy rodzaj produkowany jest z jednego kryształu krzemu. Dzięki temu charakteryzują się one najwyższą wydajnością, na co ma wpływ uporządkowana struktura. Co prawda są one droższe, a czas ich wykonania jest dłuższy, jednak niesie to za sobą wiele zalet, chociażby w postaci najwyższej wydajności oraz najdłuższej żywotności. Okres ich sprawności określa się na ponad 25 lat. W przypadku ogniw polikrystalicznych koszt ich zakupu jest mniejszy, jednak wiąże się to z mniejszą sprawnością, bo na poziomie około 15-18%.
- II generacji, czyli tzw. cienkowarstwowe. Są one stale ulepszane i coraz częściej stosuje się je jako jeden z komponentów budowlanych. Ich cechą charakterystyczną jest fakt, że mogą one być niezwykle elastyczne.
- III generacji. Na razie posiadają one niski wskaźnik sprawności, a także krótką żywotność. Jednak rozwój technologii pozwala mieć nadzieję, że te ogniwa kiedyś zostaną ulepszone. Byłoby to niezwykle pożyteczne, ponieważ koszt ich produkcji jest niski. Dzięki temu możliwe byłoby ich rozpowszechnienie na szerszą skalę.
Z czego składa się cała instalacja fotowoltaiczna?
Oczywiście oprócz samych paneli potrzebne są również i inne elementy instalacji, aby można było przetworzyć promienie słoneczne w użyteczny prąd dla domu. W tym celu należy również zakupić:
- Falownik, czyli inwerter. To drugi największy koszt, jaki trzeba ponieść, decydując się na panele fotowoltaiczne. Jest on odpowiedzialny za przetworzenie prądu stałego w zmienny. Dzięki temu możliwe będzie wykorzystanie go do zasilania płyty indukcyjnej, piekarnika, pralki, a także innych urządzeń elektrycznych.
- Konstrukcja wsporcza. Jest to niezwykle istotny element, który ma pomóc w odpowiednim instalowaniu paneli zarówno na gruncie, jak i na dachu.
- Przewody. Należy wybrać takie, które są odporne i wytrzymałe na zmieniające się warunki atmosferyczne, ponieważ będą one znajdowały się na zewnątrz. Dlatego ważne jest, aby posiadały one wysokiej jakości izolację.
On-grid czy off-grid? Jaką instalację wybrać?
To, o czym warto pamiętać, to fakt, że instalacje fotowoltaiczne mogą być on-grid, czyli sieciowe lub off-grid, a więc wyspowe. W przypadku, kiedy na co dzień korzystamy z prądu w domu, lepszym i bardziej opłacalnym rozwiązaniem wydaje się być pierwszy z wymienionych rodzajów. To wszystko w związku z tym, że nie trzeba inwestować w drogie akumulatory. Co więcej, wyprodukowane nadwyżki można wysyłać do sieci i odbierać je w momencie, kiedy panele wytwarzają mniej prądu. Natomiast instalacja off-grid to dobre rozwiązanie w przypadku użytkowania danej działki sezonowo. Domki letniskowe często są mocno oddalone od sieci, a dzięki zakupowi akumulatora można zapewnić dostęp do prądu bez większych problemów.