Jak działa fotowoltaika? Odkrywamy tajniki domowego prądu

Jak działa fotowoltaika? Odkrywamy tajniki domowego prądu

Na pewno znasz prawo Arthura A. Clarka o dostatecznie zaawansowanej technologii, której nie sposób odróżnić od magii. Jeśli magiczne wydaje ci się pozyskiwanie prądu z energii słonecznej, sprawdź, jak działa fotowoltaika.

Wytłumaczony przez Alberta Einsteina w 1904 r. efekt fotowoltaiczny znany był fizykom już w pierwszej połowie XIX wieku. Zauważono wtedy, że niektóre materiały, jak krzem czy selen, w wyniku naświetlenia mogą generować prąd i nie powstaje przy tym dodatkowe ciepło czy zużycie materiału.

Wiedzę tę wykorzystały w 1954 r. laboratoria Bella, gdzie skonstruowano pierwszy panel słoneczny zdolny do zasilania urządzeń. Wcześniej ogniwa fotowoltaiczne konstruowano podczas II wojny światowej, także dzięki odkryciu krzemu monokrystalicznego przez Polaka – Jana Czochralskiego. A jak dziś działa fotowoltaika?

Z czego składa się instalacja fotowoltaiczna?

Instalacja fotowoltaiczna to złożona konstrukcja. Wiedzę o jej budowie, montażu i funkcjonowaniu możesz czerpać albo bezpośrednio od profesjonalnych firm zajmujących się fotowoltaiką, np. Da Vinci Green Energy. My w skrócie przybliżamy podstawowe fakty i podpowiadamy, z czego się składa domowa instalacja fotowoltaiczna.

Panel i jego rola

Kluczowym elementem całego systemu fotowoltaiki są moduły słoneczne (zorganizowane w panele). Składają się z kilkunastocentymetrowych ogniw słonecznych, które odpowiadają za przekształcanie energii słonecznej w prąd stały. Ogniwa połączone są szeregowo lub równolegle miedzianymi szynami bądź specjalnym klejem przewodnikiem. Kolejne panele w całość dachowej instalacji łączą zaś poprowadzone bezpiecznie kable.

W swojej instalacji możesz mieć do czynienia z tańszymi panelami polikrystalicznymi lub droższymi monokrystalicznymi. Różnią się wykorzystanym w ogniwach krzemem, a co za tym idzie – wydajnością. 

Serce systemu – falownik

Za pomocą klimatoodpornego okablowania panele słoneczne połączone są z inwerterem (falownikiem), który jest sercem organizacyjnym systemu. Właśnie to urządzenie kontroluje przetwarzanie prądu stałego w używany w domowej sieci (w gniazdkach) prąd zmienny oraz zarządza przesyłaniem energii do domowej i centralnej sieci. Na wypadek awarii falownik odłącza system.

Może Cię zaciekawić:  Jak napisać kondolencje?

Bezpieczeństwo instalacji PV

Za bezpieczeństwo instalacji fotowoltaicznej odpowiadać będzie odpowiedni system mocowań i bezpieczników. W konstrukcji wykorzystane będą też:

  • złącza MC4;
  • rozgałęźniki;
  • licznik dwustronny dostarczony przez dystrybutora sieci centralnej;
  • skrzynki przyłączeniowe.

Jak działa fotowoltaika? Schemat funkcjonowania

Szczegółowe działanie instalacji możesz poznać np. po wejściu na blog Da Vinci. Prosty schemat działania fotowoltaiki w wersji on-grid (podłączonej do sieci) można zaś przedstawić następująco:

  1. Panele słoneczne za pomocą krzemowych ogniw produkują prąd stały.
  2. Prąd prowadzony jest okablowaniem do inwertera (falownika), który kontroluje jego przepływ i zamienia prąd stały w prąd zmienny.
  3. Z inwertera zasilana jest domowa instalacja elektryczna.
  4. Nadwyżki energii elektrycznej ponad własną konsumpcję przesyłane są do centralnej sieci dystrybucyjnej, przechodząc przez dwukierunkowy licznik.

Efekt fotowoltaiczny – klucz do energii elektrycznej ze słońca

Jednak jak właściwie powstaje elektryczność ze światła? Odpowiedź tkwi w ogniwie fotowoltaicznym. Dochodzi tam do ciekawego procesu, który jest kluczem do skuteczności panelu słonecznego. Światło (fotony) uderza w materiał półprzewodnika (np. krzemu) i wybija z orbity elektrony, zmuszając je do krążenia między cząsteczkami. Ruch elektronów to właśnie prąd, a ujarzmienie efektu fotowoltaicznego przez dwudziestowiecznych naukowców doprowadziło do szybkiego rozwoju technologii zielonej energii.

Zaintrygowało cię działanie fotowoltaiki? Widzisz w nim już mniej magii a więcej zaawansowanej technologii? Być może to także czas, żeby docenić wartość instalacji fotowoltaicznej jako sposobu oszczędzania i dbania o środowisko. W założeniu fotowoltaiki pomagają firmy z dużym doświadczeniem. Nie brakuje również materiałów edukacyjnych i hipotetycznych wycen. Możesz już dziś sprawdzić, czy to rozwiązanie dla ciebie.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *