Fotowoltaika w praktyce

Systemami fotowoltaicznymi nazywamy instalacje, które wyposażone są w odpowiednio dobraną grupę urządzeń, które pozwalają na zastosowanie energii powstałej w modułach fotowoltaicznych. Istnieje wiele rodzajów takich systemów. Jednymi z najpopularniejszych z nich są systemy autonomiczne. Urządzenie w takim przypadku zasilane jest wprost z modułu. Przykładem może tu być na przykład wentylator. Kolejną grupa są systemy autonomiczne na prąd stały DC – DC. W tym wypadku energią powstałą w module ładuje się akumulator. Z niego to można natomiast korzystać o każdej porze, bez względu na to czy świeci słońce. Konieczny w tym systemie jest regulator ładowania, który odpowiada za sterowanie procesem ładowania. Przy okazji chroni go przed zbyt dużym rozładowaniem i przeładowaniem. Trzecią grupą są systemy autonomiczne produkujące prąd 230V DC – AC przemienny. Jest on bardzo podobny do systemu opisywanego wyżej, jednak dodatkowo posiada przetwornicę napięcia przetwarzającą prąd stały na przemienny. Występują również autonomiczno-hybrydowe systemy. Są bardzo zbliżone do systemów na prąd przemienny, ale posiadają dodatkowo generator prądotwórczy albo wiatraczek. Pomagają one w uzupełnieniu braków w czasie szczytowego zapotrzebowania. Ostatnim typem są systemy, które podłączane są do sieci. maja zastosowanie przy komercyjnej produkcji energii, którą sprzedaje się wprost do sieci publicznej. Posiadają falownik, czyli urządzenie zmieniające prąd stały na przemienny. Dodatkowo synchronizuje on cały układ z siecią i zabezpiecza go w wypadku jej awarii.

Jak zbudowane jest ogniwo fotowoltaiczne?

budowa ogniw fotowaltanicznychKażde ogniwo fotowoltaiczne posiada kilka elementów niezbędnych do ich prawidłowego działania. Są to przede wszystkim elektrody, półprzewodniki typu N, bariery potencjału oraz półprzewodniki typu P. w zależności z jakiego rodzaju krzemu ogniwo jest zbudowane, taką osiąga sprawność. Ogniwa fotowoltaiczne z monokrystalicznego krzemu posiadają sprawność w granicach od czternastu do siedemnastu procent. Multikrystaliczne ogniwa mają nieco niższe osiągi, bo na poziomie od trzynastu do szesnastu procent. Czasami na rynek trafiają ogniwa monokrystaliczne o zmodyfikowanej konstrukcji i sprawności sięgającej nawet dwudziestu procent. Są one jednak znacznie droższe od tradycyjnych, co powoduje małe zainteresowanie nabywców i niezbyt dużą skalę produkcji.

Zasada działania ogniw fotowoltaicznych

zasady działania ogniwFotowoltaika jest to technologia, która pozwala nam na wytwarzanie energii elektrycznej z promieni słonecznych. Proces ten następuje w ogniwach fotowoltaicznych. Najpopularniejszymi z nich są krzemowe multi i monokrystaliczne. Ogniwa zbudowane są z płytki z półprzewodnika. Musi ona posiadać złącze typu positive – negative, zwane w skrócie P-N. Mamy tam do czynienia z polem elektrycznym. Do rozpoczęcie procesu konieczne jest światło słoneczne padające na ogniwo. Wówczas powstaje para nośników, które posiadają przeciwne ładunki elektryczne. Zostają one w dalszej kolejności rozdzielane przez występujące pole elektryczne. Rozdzielanie to powoduje powstanie w ogniwie napięcia. Następnie konieczne jest podłączenie urządzenia, które będzie pobierało energię, czyli tak zwanego obciążenia. Następuje wówczas przepływ prądu elektrycznego.

Rodzaje połączeń modułów fotowoltaicznych

rodzaje połączeń fotowaltaicznychOgniwa fotowoltaiczne są zbyt mało odporne na niesprzyjające warunki zewnętrzne, aby mogły funkcjonować samodzielnie. Dlatego łączy je się w większe struktury zwane modułami fotowoltaicznymi. Istnieją dwa podstawowe rodzaje takich połączeń, a mianowicie szeregowe i równoległe. Te pierwsze powstaje na skutek połączenia plusa jednego modułu z minusem drugiego. W tym wypadków można zsumować napięcia połączonych modułów. W połączeniu równoległym łączy się plusy z plusami i minusy z minusami. Prądy powstałych tak modułów sumują się. Nie ma ograniczeń co do ilości łączonych wzajemnie modułów fotowoltaicznych.

Czy za pomocą modułów fotowoltaicznych można ogrzać dom?

ogrzewanie domuModuły fotowoltaiczne służą do przetwarzania promieniowania słonecznego na energię elektryczną. Tą z kolei można zastosować do zasilenia urządzeń grzewczych znajdujących się w naszym domu. Trzeba się jednak zastanowić, czy na pewno warto przetwarzać energię cieplną pochodzącą od słońca na prąd, który potem znów będzie zamieniony na ciepło? Istnieją przecież na rynku kolektory słoneczne, które bezpośrednio ze słońca dadzą nam ciepło do ogrzewania. Będzie to system nie tylko tańszy ale również charakteryzujący się znacznie wyższą sprawnością od dostępnych na naszym rynku modułów fotowoltaicznych.

Kolektory słoneczne w Polsce

Systemy solarneKolektory słoneczne w Polsce z roku na rok stają się coraz w większym stopniu modne głównie dzięki zniżce cen. Współcześnie są postrzegane jako alternatywne, ekologiczne źródło energii odnawialnej. Jednakże nie każdy jest przekonany do inwestycji w nie. W naszej strefie klimatycznej systemy solarne wykorzystywane są zwłaszcza do ogrzewania ciepłej wody użytkowej.

Jednym z podstawowych powodów tego stanu rzeczy jest to, iż woda podgrzana nie musi mieć aż tak wysokiej temperatury jak woda użytkowana w systemie centralnego ocieplania. Jeśli chodzi o wymogi związane z ogrzaniem wody, to im niższa jest żądana temperatura wody, tym lepiej systemy solarne realizują swoją rolę. Z tego też względu kolektory najbardziej skutecznie sprawdzają się w ocieplaniu podłogowym  a także podgrzewaniu wody w basenie. Kolektory słoneczne dostarczane są w dwóch zasadniczych typach jako płaskie bądź próżniowe.

Próżniowe kolektory słoneczne odróżniać się powinny wyższą efektywnością pracy aniżeli kolektory płaskie. Jednak nie za każdym razem tak jest. Ceny jednych oraz drugich są w tym momencie całkiem zbliżone  Coraz regularniej do budowy instalacji solarnych, wykorzystuje się kolektory próżniowe. Jednym z istotniejszych powodów jest mniejsza powierzchnia którą trzeba przeznaczyć na ich instalację, co jak się w wielu przypadkach okazuje na dachu odgrywa nadzwyczaj ważną rolę. Ostateczny wybór kolektorów słonecznych zależy jednak od konkretnych warunków w których będzie dane im pracować, typu instalacji oraz przeznaczenia.

Fotowoltaika – plusy i minusy

fotowaltaikaFotowoltaika to bardzo nowoczesne, praktyczne oraz czyste źródło do pozyskania energii elektrycznej. Systemy te łatwo się montuje, ich praca nie stwarza większych problemów dotyczących hałasu, spalin, wielkich konstrukcji do instalacji. Pozyskana z ogniw energie można albo sprzedać do zakładu energetycznego, albo wykorzystać na własne potrzeby. Minusem inwestycji w tą dziedzinę jest nierównomierna w skali roku produkcja, związana z nasłonecznieniem. Półrocze ciepłe daje nam nawet trzy czwarte całej energii. Może to skutkować jej niedoborami zimą nadmiarem latem. Biorąc pod uwagę położenie geograficzne Polski, na potrzeby domu jednorodzinnego musimy zapewnić około cztery i dwie dziesiąte kWp modułów fotowoltaicznych. Przy największym nasłonecznieniu otrzymamy z niej mniej więcej pięćset dwadzieścia kilowatogodzin, w grudniu zaś tylko osiemdziesiąt pięć kilowatogodzin. Instalacja taka zwraca się najczęściej w przeciągu od kilku do kilkunastu lat, w zależności od stopnia wykorzystania i wydajności. Morze ona być dodatkowym ekologicznym rozwiązaniem obok zamontowanych na dachu solarów.