1px

Budowa ogniwa fotowoltaicznego - jak wygląda?

Budowa ogniwa fotowoltaicznego - jak wygląda?

Ogniwa fotowoltaiczne są najbardziej charakterystycznym elementem każdej instalacji PV – symbolem czystej i taniej energii elektrycznej oraz świadectwem zielonej przemiany, która zachodzi na naszych oczach. Dlatego dziś przyjrzymy się nieco dokładniej panelom fotowoltaicznym – z czego są zrobione? Jak od środka wyglądają ogniwa fotowoltaiczne? Dlaczego panele fotowoltaiczne robi się z krzemu? Sprawdźmy!

Jak działają panele słoneczne?

Każdy panel fotowoltaiczny ma za zadanie absorbowanie promieni słonecznych i generowanie z nich prądu stałego. Ogniwa fotowoltaiczne przekształcają promieniowanie UV w energię elektryczną za sprawą zjawiska fotowoltaicznego (zjawiska fotoemisji). Zjawisko to polega na powstaniu siły elektromotorycznej w ciele stałym pozostającym pod wpływem promieniowania UV.

Aby mogło dojść do tego zjawiska oraz ilość wygenerowanej energii była na tyle duża, by można było ją później wykorzystać, wspomniane ciało stałe musi spełniać określone właściwości – dlatego panele fotowoltaiczne produkuje się z krzemu. W dalszej kolejności energia pozyskana przez panele jest przekazywana do inwertera, w którym zostaje przemieniona w prąd zmienny i przesyłana do instalacji elektrycznej w budynku.

Krzem w panelach fotowoltaicznych

Dlaczego panele fotowoltaiczne produkuje się z krzemu? Jak wiadomo, wszystko, co nas otacza, stworzone jest z atomów. Atomy składają się z jądra i krążących wokół niego elektronów. Elektrony walencyjne, to elektrony znajdujące się na zewnętrznej powłoce atomu – im więcej posiada ich atom danego pierwiastka, tym efektywniej absorbuje energię generowaną w ramach fotoemisji.

Atomy krzemu posiadają aż cztery elektrony walencyjne, co oznacza, że stosunkowo dobrze przyjmuje wygenerowaną energię. Dodamy jeszcze, że krzem jest półprzewodnikiem – gdyby nim nie był, to nawet przy posiadanej konstrukcji atomu nie byłby w stanie absorbować energii elektrycznej.

Budowa paneli fotowoltaicznych

Budowa większości paneli fotowoltaicznych jest zbliżona – jak już wspomnieliśmy, ich główny element stanowi płyta krzemowa. Może być to pojedyncza tafla krzemu (panele monokrystaliczne) lub kilka mniejszych tabliczek krzemowych złączonych ze sobą (panele polikrystaliczne). Od strony zewnętrznej, część krzemowa chroniona jest szybą, oraz folią – która przylega do niej bezpośrednio zarówno z wierzchu, jak i od spodu. Na spodzie panelu znajduje się jeszcze płyta z tworzywa sztucznego, która pełni funkcję izolacyjną.

Całość zamknięta jest z zabezpieczonej ramie – wewnątrz panelu znajdziemy jeszcze elektrody dodatnie i ujemne, które przekazują generowaną moc do puszki przyłączeniowej. Puszka przyłączeniowa przekazuje pozyskaną energię do dalszych komponentów instalacji fotowoltaicznej poprzez złącza solarne.

Ciekawostka: Moc a wymiary paneli fotowoltaicznych

Zdawałoby się, że im większe są wymiary danego ogniwa fotowoltaicznego, tym większa jest jego moc – a im większa ilość paneli fotowoltaicznych zainstalowanych w instalacji PV, tym większe są jej możliwości w zakresie pozyskiwania energii ze słońca. Okazuje się, że twierdzenie to nie jest zgodne z prawdą – nawet najnowocześniejsze ogniwa fotowoltaiczne są w stanie osiągnąć efektywność pozyskiwania energii wynoszącą ok. 25%.

Pozostawia to bardzo duże pole do manewru dla inżynierów projektujących nowe rozwiązania pozwalające na zwiększenie poziomu pozyskiwania energii ze słońca przez dany panel. Obecnie standardem są ogniwa PV o wymiarach wynoszących około 170 × 100 cm i mocy na poziomie 400 W. Najprawdopodobniej w niedalekiej przyszłości standardem tym będzie 500 W bądź nawet 600 W przy utrzymaniu tych samych lub bardzo zbliżonych wymiarów.

1px do góry
Sklep jest w trybie podglądu
Pokaż pełną wersję strony
Sklep internetowy Shoper.pl