Jeszcze kilka, kilkanaście lat temu do instalacji fotowoltaicznych podchodzono ze sporą nieufnością. Prąd generowany przez słońce? Energia pochodząca ze źródeł odnawialnych? Fotowoltaika, jako nauka czy dziedzina technologiczna, która zajmuje się kwestią przetwarzania promieniowania słonecznego na ekologiczną energię elektryczną, rozwijała się tymczasem coraz szybciej i intensywniej, przynosząc nowe spojrzenie na energetykę i dając ogromną szansę na ponoszenie oszczędności przy jednoczesnej ochronie środowiska.
Od ognia po kosmos – historia fotowoltaiki w pigułce
O tym, jak wielki potencjał drzemie w energii płynącej z promieni słonecznych, wiedzieli już ludzie pierwotni, którzy podczas cieplejszych dni suszyli na kamieniach obrabiane skóry zwierząt. Starożytni skupiali promienie, wykorzystując szkło czy lustra i rozniecając w ten sposób ogień, również do celów religijnych. Z czasem także najznakomitsi architekci zaczęli projektować domy i pałace z możliwie dużymi oknami wychodzącymi na najbardziej nasłonecznioną stronę, by wykorzystać maksymalnie naturalne światło i ciepło.
Do odkrycia tak zwanego efektu fotowoltaicznego, który dzisiaj możemy nazwać kamieniem węgielnym całej fotowoltaiki, doszło jednak dopiero w 1839 roku, kiedy to Alexandre Edmond Becquerel eksperymentował z metalowymi elektrodami i roztworem przewodzącym. Przy wystawieniu instalacji na działanie promieni słonecznych dochodziło do wzrostu poziomu przewodnictwa. Wniosek mógł być tylko jeden – w wybranych nośnikach, na skutek działania słońca, generowane są niewielkie ilości energii elektrycznej. Teoria ta była przez następne ponad sto lat rozwijana i wykorzystywana, by w latach sześćdziesiątych, już jako technologia, trafić do kosmosu. Zasilanie satelitów poprzez ogniwa słoneczne przyczyniło się do dofinansowania dalszych badań nad takim pozyskiwaniem energii oraz stopniowej komercjalizacji dostępu do niej.
Jak wygląda montaż Fotowoltaiki?
Technologia fotowoltaiczna współcześnie – jak wygląda instalacja?
Od końca XX wieku zauważalny jest wyraźny wzrost zainteresowania odnawialnymi źródłami energii, do których zalicza się oczywiście także promieniowanie słoneczne. Ma ono sporą przewagę nad wiatrem czy wodą, także należącymi do OZE, ponieważ można korzystać z niego w dowolnym miejscu na świecie i jest dostarczane do powierzchni planety każdego dnia, z doskonale wyliczoną intensywnością. Do jego prawidłowego wykorzystania konieczna jest instalacja fotowoltaiczna, na którą składa się szereg elementów, takich jak:
- panele fotowoltaiczne, które zbudowane są z ogniw powstających najczęściej na bazie krzemu krystalicznego (będącego półprzewodnikiem),
- falownik, zwany też inwerterem,
- systemy przeciwprzepięciowe,
- konstrukcje wsporcze służące do stabilnego montażu systemu w gruncie lub na dachu budynku.
Jak działa instalacja fotowoltaiczna?
W odpowiedzi na to pytanie należy przywołać wcześniej już wspomniany efekt fotowoltaiczny. Zjawisko to zachodzi w najmniejszych częściach paneli, to jest w ogniwach krzemowych łączonych szeregowo w moduły. Padające na ich powierzchnię fotony pochodzące z promieniowania słonecznego wywołują wybicie się elektronów z ich stałej pozycji. W wyniku ruchu wytwarza się napięcie elektryczne. To jednak czysto naukowa, skrócona definicja, a procesy zachodzące w przydomowej instalacji paneli fotowoltaicznych są w praktyce niezwykle proste!
Wytwarzany na skutek działania fotonów prąd ma charakter stały. Aby można było poprawnie wykorzystać go do napędzania urządzeń i zasilania instalacji energetycznych konieczne jest jego przekształcenie. Do tego służy falownik, odpowiedzialny za konwersję prądu stałego w zmienny. Inwerter monitoruje ponadto parametry energii dostarczanej ze słońca i dopasowuje do nich swoje działanie tak, by nie doszło do awarii i przeciążenia całego układu. Dostosowany do wymogów urządzeń elektrycznych prąd jest po przekonwertowaniu dostarczany bezpośrednio do instalacji, gdzie może zasilać wszystkie sprzęty i wspomagać ogrzewanie. W przypadku nadprodukcji prądu można gromadzić go w akumulatorach, wtedy mówimy o instalacji typu off-grid. Nadwyżkę oddaje się również do sieci energetycznej zewnętrznego dostawcy. Istnieje możliwość jej odebrania i wykorzystania za darmo w miesiącach mniej słonecznych, gdy panele nie są w stanie produkować zasobów na tym samym poziomie, co wiosną lub latem. W takim przypadku mamy do czynienia z systemem on-grid.
Czy warto inwestować w fotowoltaikę?
Fotowoltaika jest coraz chętniej wybieraną technologią i nietrudno się temu dziwić. Zapewnia ekologiczne pozyskiwanie prądu, a ciągły rozwój jej poszczególnych elementów stopniowo zmniejsza koszty budowy. System fotowoltaiczny stanowi bardzo dobre rozwiązanie także tam, gdzie podłączenie do sieci ogólnej jest bardzo utrudnione czy wręcz niemożliwe. Zapewnia użytkownikom niezależność, a programy dofinansowujące, takie jak Mój Prąd tylko zachęcają do podjęcia decyzji o montażu paneli słonecznych!
