Jak działa fotowoltaika? Poznaj zasadę działania instalacji fotowoltaicznej!

Fotowoltaika to skuteczny sposób na zapewnienie oszczędności – dzięki instalacji fotowoltaicznej zyskujemy praktycznie bezpłatny prąd dla domu, firmy lub gospodarstwa domowego. Instalacja fotowoltaiczna, która bazuje na odnawialnych źródłach energii, przekłada się również na korzyści dla środowiska naturalnego, w żaden sposób go nie zanieczyszczając, a także jest gwarancją niezależności energetycznej przez długie lata.

Poszukujesz rozwiązania, które pozwoli pozyskiwać Ci własny, ekologiczny i tani prąd? Dowiedz się, jak działa fotowoltaika, jakie są jej elementy składowe i jakie korzyści zapewnia inwestorom!

Czym jest fotowoltaika?

Fotowoltaika to technologia, która opiera swoje działania na przekształceniu energii słonecznej w energię elektryczną. Wykorzystuje ona tzw. efekt fotowoltaiczny, który polega na przechwytywaniu przez ogniwa fotowoltaiczne promieni słońca i wytwarzaniu prądu stałego. Niezbędnym elementem systemu jest urządzenie zwane inwerterem, którego zadaniem jest przekształcenie prądu stałego w prąd zmienny, posiadający odpowiednie parametry, aby móc płynąć w obwodach elektrycznych w budynkach i zasilać urządzenia elektryczne.

Na system fotowoltaiczny składa się kilka elementów, które są niezbędne do jego prawidłowego działania. Najważniejszą rolę odgrywają panele fotowoltaiczne, montowane na dachu budynku lub na gruncie, które pobierają energię słoneczną i przemieniają ją w energię elektryczną. Trafia ona następnie do inwertera, który przekształca prąd stały w prąd przemienny. Inwerter, zwany także falownikiem, pełni również rolę monitorującą pracę całej instalacji fotowoltaicznej oraz zabezpieczającą w przypadku ewentualnej awarii.

Jakie korzyści zapewnia instalacja fotowoltaiczna?

Instalacja fotowoltaiczna posiada szereg zalet, które przynoszą korzyści inwestorom, jak i całemu społeczeństwu. Dla inwestora fotowoltaika to przede wszystkim realnie niższe rachunki za prąd – jest on produkowany na własne potrzeby w oparciu o całkowicie bezpłatne zasoby naturalne. Instalacje fotowoltaiczne pozwalają również uniezależnić się od podwyżek cen prądu oraz od jego dostaw przez długie lata, gdyż żywotność paneli słonecznych może wynieść nawet 25-35 lat. Warto także wiedzieć, że inwestycja zwraca się bardzo szybko, bo już po około 5-7 latach.

Fotowoltaika to również korzyści dla środowiska naturalnego. Jej działanie opiera się na wykorzystaniu światła słonecznego, które jest zasobem odnawialnym i niewyczerpalnym. Dodatkowo, podczas wytwarzania energii elektrycznej panele fotowoltaiczne nie wydzielają szkodliwych substancji, które zanieczyszczają powietrze, jak to ma miejsce w przypadku tradycyjnych elektrowni. Rosnąca ilość instalacji fotowoltaicznych oznacza zatem lepszą jakość powietrza, którym oddychamy.

Instalacja fotowoltaiczna – jak działa?

Aby wiedzieć, jak działa instalacja fotowoltaiczna, trzeba najpierw ustalić, czym jest efekt fotowoltaiczny, na którym opiera swoje działanie fotowoltaika. W procesie tym na wykonane z półprzewodzącego materiału, czyli najczęściej krzemu, ogniwo fotowoltaiczne, trafia pojedyncza cząstka światła, zwana fotonem. Wprawia ona w ruch elektron, co z kolei powoduje wytworzenie energii elektrycznej.

Sposób, w jaki działają ogniwa fotowoltaiczne przyczynia się do powstawania prądu stałego, który musi zostać przekształcony w prąd zmienny, aby móc zasilać urządzenia elektryczne. W tym celu trafia on do inwertera – urządzenia, które pozwala na zamianę prądu w odpowiedni do zasilania sieci elektroenergetycznej.

Ogniwa fotowoltaiczne – jak działają?

Ogniwa fotowoltaiczne stanowią elementarną część paneli fotowoltaicznych. Są one zbudowane z materiału stanowiącego doskonały półprzewodnik, czyli z krzemu – to on umożliwia przemianę energii słonecznej w energię elektryczną. Jeśli chcemy wiedzieć, jak działa fotowoltaika, konieczne jest poznanie zasady działania zasady działania ogniw fotowoltaicznych.

Docierające do paneli fotowoltaicznych światło słoneczne składa się z cząstek zwanych fotonami. Zderza się ono z elektronami z ogniw fotowoltaicznych, przyczyniając się do wprawienia ich w ruch, co z kolei powoduje pozyskanie energii elektrycznej.

Pojedyncze ogniwa fotowoltaiczne nie posiadają dużej mocy, dlatego łączy się je w moduły, które zainstalować należy w dobrze nasłonecznionym miejscu – na dachu budynku lub na gruncie. Systemy fotowoltaiczne nie mogłyby jednak działać bez innych urządzeń, w tym przede wszystkim inwertera, który zapewnia przemianę prądu stałego w zmienny, a także monitoruje pracę całego systemu i pełni funkcję zabezpieczającą.

Instalacja fotowoltaiczna – rodzaje

Instalacja fotowoltaiczna składa się z kilku elementów: paneli fotowoltaicznych, inwertera, okablowania, konstrukcji umożliwiającej montaż na dachu lub na gruncie. W jej skład może również wchodzić magazyn energii, który umożliwia kumulowanie wygenerowanych przez panele słoneczne nadwyżek energii elektrycznej. Ze względu na podłączenie do sieci energetycznej, wyróżnić można dwa rodzaje systemów fotowoltaicznych:

•  systemy fotowoltaiczne on-grid, które są połączone z zewnętrzną siecią energetyczną,
• systemy fotowoltaiczne off-grid, w których istnieje możliwość magazynowania energii elektrycznej we własnym zakresie,
• systemy hybrydowe, podłączone do publicznej sieci energetycznej, jednakże posiadające również własne magazyny energii.

To, na który system się zdecydujemy, ma ogromne znaczenie. Warto wiedzieć, że w przypadku instalacji fotowoltaicznej typu on-grid inwestycja kosztuje mniej (brak konieczności zakupu magazynu energii), jednakże zwrot nadwyżki wyprodukowanej energii nie następuje w całości, a jedynie w 80%. Konieczne jest również jej wykorzystanie w przeciągu roku od odprowadzenia do energetycznej sieci publicznej. Z kolei system off-grid zapewnia dużo większą niezależność, jednak inwestycja wiąże się także z wyższym kosztem początkowym.

Moc instalacji fotowoltaicznej – jak prawidłowo ją dobrać?

Wybór instalacji fotowoltaicznej – jej rodzaju, a także elementów takich jak panele fotowoltaiczne czy inwerter, ma ogromne znaczenie dla pracy całego systemu. Równie ważną kwestią jest odpowiedni dobór mocy instalacji fotowoltaicznej, aby pokrywała ona zapotrzebowanie energetyczne gospodarstwa domowego lub firmy. To gwarancja najwyższej efektywności instalacji oraz oszczędności dla inwestora.

Jak dobrać moc instalacji fotowoltaicznej? W tym przypadku należy wziąć pod uwagę roczne zużycie energii. Moc nie powinna przekraczać zapotrzebowania, bowiem trafiająca do sieci nadwyżka nie będzie mogła zostać spożytkowana. Najlepiej, aby w doborze mocy instalacji fotowoltaicznej skorzystać z pomocy specjalistów. Posiadają oni wiedzę, jak zaprojektować system fotowoltaiczny, aby zapewniał ona maksymalne korzyści inwestorom.