Fotowoltanika stanowi odpowiedź na rosnące ceny energii elektrycznej na świecie. Elektryczność jest wytwarzana z pobierania węgla kamiennego i brunatnego, który jest spalany w elektrowniach. Jednak powoli wyczerpują się zasoby naturalne tych dwóch surowców na świecie, co skłoniło ludzi nauki do wynalezienia metody bezpośredniego przetwarzania promieni słonecznych w prąd. Dzięki użyciu specjalnych instalacji fotowoltaicznych, na które składają się moduły fotowoltaiczne, jest to możliwe. Poniżej zostanie przedstawione, jak fotowoltanika, zestaw jej ustawień działa i jakie są jej zalety.
Fotowoltaika – podstawowe informacje
Słońce to źródło bezpłatnej i niewyczerpalnej energii, która jest dostępna praktycznie w każdym miejscu na ziemi, co łączy się z powszechnością i uzasadnieniem ekonomicznym wykorzystywania. Energia promieniowania słonecznego daje możliwość konwersji na energię z prądu.
Na temat wytwarzania prądu z energii słonecznej napisano już wiele. Istnieją specjalistyczne firmy doradcze, które zatrudniają specjalistów, a ci zajmują się doradztwem w zakresie montażu, ustawień i serwisu najlepszych zestawów paneli w danym miejscu. Wszystko jest uzależnione od ustawień paneli na elewacji domu lub budynku albo dachu. Możliwość zmiany tych ustawień w późniejszym etapie jest ograniczona. Wiele firm w Polsce potrafi doskonale poradzić sobie z nawet trudnymi warunkami montowania instalacji fotowoltaicznej. Firmy reklamują się na swoich stronach internetowych, gdzie można znaleźć dużo więcej cennych informacji w zakresie ochrony środowiska poprzez inwestowanie w instalacje fotowoltaiczne.
Współczesne funkcje i możliwości fotowoltaiki
Przed zakupieniem instalacji istotne jest zebrać wiele informacji na temat zmiany pobierania prądu. Teraz wiele budynków jest zaopatrywanych w energię z prądu ze strony zakładu energetycznego. Funkcją instalacji fotowoltaicznej jest pobieranie darmowej energii ze słońca, dzięki czemu istnieje możliwość działania proekologicznego i ochrony środowiska naturalnego.
Fotowoltaika daje ogromne możliwości ustawienia w Polsce wielu rodzajów paneli, dzięki którym prąd ze słońca może zasilić firmy produkcyjne, zużywające ogromne ilości energii elektrycznej, jak i prywatne gospodarstwa domowe na samodzielnych posesjach.
Rodzaje paneli fotowoltaicznych
Przed podaniem informacji na temat rodzajów modułów fotowoltaicznych, ich właściwych ustawień niezbędne jest zaprezentować informacje o budowie panelu fotowoltaicznego. Moduły są umieszczone w specjalnej obudowie, która chroni przed negatywnym wpływem czynników atmosferycznych. Moduły są złączone w większe obszary, nazywane panelami. Panele są montowane z okablowaniem. Urządzenia fotowoltaiczne są łatwe w obsłudze i bezpieczne dla środowiska naturalnego. Tworzące je ogniwa są bardzo kruche. Układ pojedynczego modułu wygląda następująco. Od zewnętrznej strony modułu znajduje się hartowana szyba, która zabezpiecza ogniwo przed pyłkami i innymi nieczystościami. Pod nią znajduje się folia EVA. Pod granatowym ogniwem znajduje się folia pet, a rama spina wszystko w jedną całość.
Ogniwa są klasyfikowane ze względu na materiał produkcyjny. Ze względu na strukturę wyróżnia się trzy generacje fotoogniw. Materiałem, który dominuje w ich produkcji, jest krzem. W 2012 roku około 80% światowego rynku fotowoltaiki stanowiły ogniwa z krzemu. Panele są to półprzewodnikowe przyrządy, które w sposób bezpośredni przetwarzają energii słonecznej w elektryczną.
Ogniwa krzemowe dzielone są w zależności od struktury ogniwa. Istnieją ogniwa monokrystaliczne, polikrystaliczne i amorficzne. Ogniwa monokrystaliczne zbudowane są z piasku krzemowego i boru, które są formowane w płytki. Ze względu na technologię produkcji są najdroższymi obecnie produkowanymi ogniwami krzemowymi.
Ogniwa amorficzne należą do drugiej generacji ogniw, która jest nazywana cienkowarstwową. Produkowanie polega na nakładaniu warstw krzemowych na stali nierdzewnej lub szkle. Taki proces jest szybki i nie pociąga za sobą dużego nakładu energii. Jednak wadą tego typu ogniw jest niska sprawność, co wpływa na użycie mniejszej ilości półprzewodnika do produkcji.
Można wyróżnić kilka typów ogniw krzemowych po kolorze, strukturze i kształcie. Ogniwa, które są wykonane z krzemu monokrystalicznego, mają przycięte rogi i posiadają jednolitą, ciemną strukturę. Ogniwa polikrystaliczne posiadają widoczne kryształki krzemowe i mają ciemnoniebieski kolor. W ogniwach amorficznych nie widać struktury kryształków.
Ogniwa drugiej generacji wykonywane są z innych półprzewodników niż krzem. Do tego zużywany jest arsenek galu, mający doskonałe właściwości pochłaniające. Około 97% promieniowania słonecznego jest pochłaniane przez ten związek chemiczny. Przekłada się to na większą sprawność ogniw, która wynosi około 47%. Jednak ze względu na koszty takie rozwiązanie jest wykorzystywane w technologii wojskowej, statkach kosmicznych lub do zastosowań w elektrowniach. Ważne w aspekcie zakupu jest żywotność takiego panelu, gdyż jest on w stanie pracować bez przerwy przez 20 lat.
Innym rodzajem ogniwa jest ogniwo uczulone barwnikiem, przekształcające energię ze słońca za pomocą barwnika, co ma przebieg podobny jak w procesie fotosyntezy. Produkcja takich ogniw nie jest kosztowna i odbywa się za pomocą metody sitodrukowej. Te ogniwa mają możliwość przepuszczenia części promieniowania, co sprzyja funkcjonowaniu ich jako szyby okienne lub części fasad budynków.
Trzecia generacja, najnowsza ogniw jest wykonana z organicznych materiałów. Są to zazwyczaj polimery, charakteryzujące się podobnym działaniem do półprzewodników. Prosta technologia umożliwiająca nanoszenie warstw polimeru na podłoże z tworzywa pozwala na osiągnięcie sprawności do 12%. Ogniwa tego typu są lekkie oraz posiadają pewną elastyczność. Produkcja jest dość tania, czego efektem jest możliwość skorzystania z nich przez większą ilość pro ekologicznie nastawionej populacji ludzkiej.
Wybór rodzaju ogniwa jest uzależniony przede wszystkim od budżetu i lokalizacji inwestora.
Jakie są zalety instalacji fotowoltaicznej w domu?
W przypadku kiedy korzysta się z tradycyjnych źródeł energii, które mają dużo wad, ogrzewanie i zasilanie w prąd nieruchomości pozwala na zmiany środowiska naturalnego. Instalacje fotowoltaiczne dają mnóstwo zalet, które zostaną poniżej omówione.
Za pomocą zmiany na panele fotowoltaiczne możesz rozwijać tę gałąź przemysłu i sprawiać, że fotowoltaika będzie jeszcze bardziej ekologicznym rozwiązaniem. Urządzenia niezbędne do prawidłowego działania zamiany energii słońca w prąd są ekologiczne.
Drugą zaletą, stawiając na panele fotowoltaiczne, są oszczędności. Z jednej strony zależy to od konkretnych ustawień instalacji, a z drugiej od poziomu eksploatacji i zapotrzebowania inwestora na prąd. Istnieje wiele informacji na temat oszczędności w przypadku postawienia na ogniwa fotowoltaiczne, co daje możliwość szybkiego zwrotu poczynionej inwestycji. Ustawienia z odpowiedniej strony dachu lub elewacji paneli przekłada się na realne oszczędności.
Po zwróceniu się kosztów poniesionych przy inwestycji prąd jest darmowy. Jedną opłatą jest płatność utrzymaniowa za łącze z zakładem energetycznym.
Zaletą instalacji jest jej szybki montaż. Trwa on zazwyczaj jeden dzień. Obejmuje zamocowanie konstrukcji i paneli na dachu lub elewacji i zamontowanie falownika w najlepszym do tego miejscu.
Do kolejnej zalety analizowanych modułów należy zaliczyć niezależność. Nowe uregulowania prawne pozwalają inwestorom na korzystne rozliczanie się z elektrowniami. Ceny prądu, które stale rosną, będą sprzyjać tym, którzy zdecydowali się na zainwestowanie początkowo sporych środków.
Niewątpliwą korzyścią związaną z posiadaniem paneli fotowoltaicznych jest domowa elektrownia słoneczna. Za pomocą ciągle rozwijanych technologii ogniwa zbierają promieniowanie rozproszone, odbite i bezpośrednie. Promieniowanie odbite jest odbiciem fotonu od warstwy panelu. Promieniowanie rozproszone występuje w dni z silnym zachmurzeniem. Pomimo niesprzyjających warunków można cieszyć się z własnej energii zamienionej w prąd używany do licznych urządzeń w domu.
Kolejnym plusem posiadania zamontowanych, najczęściej na dachu domu paneli jest zapas energii. Nadwyżka, która nie jest konsumowana przez inwestora, może być oddana do sieci. Nie są więc potrzebne akumulatory, które zwiększają niepotrzebnie koszty inwestycji.
Ostatnią zaletą posiadania instalacji fotowoltaicznej są niskie koszty eksploatacyjne. Moduły tworzą bezobsługowy system. Jedyną czynnością, którą należy co jakiś czas wykonywać, jest konwersacja paneli za pomocą wody, dzięki czemu można pozbyć się kurzu i pyłu.
