Fotowoltaika - energia odnawialna

Odnawialne źródła energii elektrycznej są doskonałym sposobem na zasilanie ekologicznego domu. Energię elektryczną można otrzymać za pomocą instalacji fotowoltaicznych.

Każdy obywatel czy firma dysponująca odpowiednimi funduszami (także dzięki dotacjom z Unii Europejskiej) może produkować energię elektryczną przy pomocy paneli fotowoltaicznych dla siebie lub na sprzedaż do sieci energetycznej. W artykule opisano podstawowe rozwiązania techniczne systemów fotowoltaicznych i wymagania, jakie powinna spełniać instalacja.

Fotowoltaika to tłumaczenie angielskiego terminu PhotoVoltaics (photo – światło i volatics – napięcie). Jest to zjawisko fizyczne polegające na powstaniu siły elektromotorycznej (napięcia) w ciele stałym pod wpływem promieniowania świetlnego, a prościej mówiąc: zmiana energii promieniowania słonecznego bezpośrednio w energię elektryczną. Ogniwo fotowoltaiczne wykorzystuje półprzewodnikowe złącza p-n, w których foton promieniowania świetlnego wytwarza prąd w półprzewodniku. Z reguły pojedyncze ogniwo wytwarza prąd o napięciu ok. 0,5 V i 2 W mocy, dlatego aby uzyskać bardziej użyteczne napięcie i większą moc, ogniwa są łączone. Z połączenia od kilku do kilkunastu, a czasem nawet kilkudziesięciu ogniw uzyskujemy moduł (panel), którego napięcie wynosi 12 V, a moc nie przekracza 80 W. W instalacjach fotowoltaicznych wykorzystuje się duże panele o napięciu 24 V i więcej, których moc może przekraczać nawet 200 W.

Moduły fotowoltaiczne są produkowane ze związków krzemu. Wyróżniamy moduły z krzemem: polikrystalicznym (sprawność 15 proc.), monokrystalicznym (sprawność 16 proc.) i quasi-monokrystalicznym (15,5 proc.). Mimo że różnica w sprawności jest niewielka, jeżeli weźmiemy pod uwagę wiele lat użytkowania, te o największej sprawności wytworzą więcej energii elektrycznej, ale są droższe.

Wadą paneli fotowoltaicznych jest zależność sprawności od temperatury. Im wyższa temperatura, tym mniej wytwarzane jest energii. A więc w gorące lata uzyskamy mniej energii elektrycznej. Ilość energii elektrycznej najbardziej jest zależna od liczby słonecznych dni.

Panel fotowoltaiczny umieszcza się w specjalnej ramie z przyłączem elektrycznym i jest zabezpieczony hartowaną szybą przed czynnikami atmosferycznymi, takimi jak grad, mróz czy śnieg.

Panele fotowoltaiczne sprzedawane są w trzech klasach jakościowych:

• A – bez wad,
• B – z nielicznymi skazami,
• C – z licznymi skazami.

Za skazy uważane są niewielkie uszkodzenia mechaniczne i mikropęknięcia, tzw. gorące punkty, które będą się silnie nagrzewać, nawet do 250 °C, co może powodować ich uszkodzenie, są one niewidoczne „gołym okiem”.

Panel fotowoltaiczny powinien spełniać wymagania norm. Panele powinny być:

• odporne na wysoką temperaturę przy dużej wilgotności,
• spełniać warunki izolacji przy wilgotnych warunkach pracy,
• odporne na szok termiczny,
• odporne na promieniowanie UV,
• odporne na grad,
• odporne na oszronienie,
• odporne na czynniki mechaniczne,
• sprawdzane na obecność gorących punktów.

Warto sprawdzać certyfikaty potwierdzające jakość panelu fotowoltaicznego.