Czym jest i na czym polega zjawisko fotowoltaiczne?
Fotowoltaika to obecnie jeden z najpopularniejszych sposobów wykorzystywania energii słonecznej. Okazuje się jednak, że nie wszyscy wiedzą, na czym dokładnie polega ten proces. Postanowiliśmy to wyjaśnić w prosty i zrozumiały sposób.
Dlaczego fotowoltaika jest taka ważna?
Badania nad możliwością wykorzystania promieni słonecznych do wytwarzania energii trwały od bardzo dawna. Jego początki sięgają początku XX w. i opracowanej przez Alberta Einsteina teorii zjawiska fotoelektrycznego, za którą zresztą otrzymał Nagrodę Nobla. Do wynalezienia paneli fotowoltaicznych konieczne były jednak kolejne dekady. Ostatnie dziesięciolecie wyróżniało się wyjątkowym zainteresowaniem panelami słonecznymi, które zaczęło na swoich dachach montować coraz więcej osób. Wiąże się to przede wszystkim z propagowaną w całej Europie polityką proekologiczą oraz możliwością poczynienia sporych oszczędności. Energia słoneczna, tak jak wodna czy wiatrowa należy do odnawialnych źródeł energii, które w przeciwieństwie do paliw kopalnianych nie może się wyczerpać. Jest również przyjazna dla środowiska – nie powoduje powstawania śladu węglowego czy smogu i nie uszkadza atmosfery.
Czym jest efekt fotowoltaiczny?
Mówiąc najprościej, efektem fotowoltaicznym nazywamy reakcję, która zachodzi w półprzewodniku, z którego wykonane są panele (najczęściej jest to krzem), pod wpływem promieni słonecznych. W jej następstwie dochodzi do powstania ładunku, a tym samym wytworzenia energii. Dzięki falownikowi, który jest częścią instalacji fotowoltaicznej, możliwa jest zmiana powstałego prądu stałego na zmienny, który zostaje skierowany do zasilania gospodarstwa domowego. Duże znaczenie ma tutaj materiał, z którego wykonuje się panele. Wykorzystuje się w tym celu krzem, ponieważ jest on doskonałym półprzewodnikiem. Jest również ogólnodostępnym, naturalnym surowcem, którego pozyskanie nie stanowi problemu. Zanim jednak krzem zostanie wykorzystany w panelach fotowoltaicznych, musi zostać poddany obróbce. Ocenie wykorzystuje się panele z ogniwami poli- i monokrystalicznymi oraz amorficznymi.
Jak działają panele?
Proces przetwarzania promieni słonecznych w energię następuje w kilku etapach. Pierwszym z nich jest ich zgromadzenie. W tym celu wykorzystuje się ogniwa fotowoltaiczne. Są one ze sobą połączone w specjalne moduły, w których zachodzi zjawisko fotowoltaiczne. Następnie powstały w ten sposób prąd stały, trafia do falownika, który przetwarza go na prąd zmienny. Na tym etapie jest on już gotowy do tego, by trafić do gniazdek i zasilić wszystkie sprzęty domowe.
Przed instalacją paneli fotowoltaicznych należy obliczyć zapotrzebowanie gospodarstwa na energię – dzięki temu ilość paneli zostanie idealnie dobra, tam by wytwarzany przez nie prąd był wystarczający, a przy tym nie powstawały zbyt duże nadwyżki energetyczne.
