Jak działa fotowoltaika?

Panele słoneczne zainstalowane na dachach budynków bądź na specjalnych konstrukcjach stawianych na ziemi stanowią coraz powszechniejszy widok w naszym kraju. Bazująca na odnawialnych źródłach energii fotowoltaika jest bowiem skutecznym sposobem na pozyskanie oszczędności, które pojawiają efekcie obniżenia rachunków za prąd. Chcesz dowiedzieć się, w jaki sposób działa instalacja fotowoltaiczna i z jakich elementów się ona składa? Zapraszamy do zapoznania się z naszym artykułem.

Z czego składa się instalacja fotowoltaiczna?

Na instalację fotowoltaiczną składa się kilka elementów, które pełnią istotne dla jej działania funkcje. Do najważniejszych zaliczane są wytwarzające prąd stały panele fotowoltaiczne, zwane również jako moduły fotowoltaiczne, a także inwerter (falownik). Oprócz tego niezbędne są elementy takie jak przewody, konstrukcja montażowa oraz zabezpieczenia AC i DC. Opcjonalnym wyposażeniem jest także magazyn energii, który umożliwia uzyskanie całkowitej niezależności energetycznej. Jaką rolę pełnią wymienione komponenty?

Podstawowym zadaniem paneli słonecznych, na które składają się ułożone szeregowo ogniwa fotowoltaiczne, jest przekształcanie energii promieniowania słonecznego w energię elektryczną. Jak działają panele fotowoltaiczne? Wykorzystują one zjawisko fotowoltaiczne. Polega ono na tym, iż pojedyncza cząstka światła pada na ogniwo fotowoltaiczne wykonane z krzemu i wprawia w ruch elektron, co powoduje wytworzenie energii elektrycznej. Aby nadawał się on do wykorzystania w celu zasilania gniazdek elektrycznych, musi zostać przekształcony w prąd przemienny zgodny z parametrami sieci publicznej. Tym zadaniem zajmuje się inwerter.

Inwerter, czyli inaczej falownik, to drugi z istotnych komponentów instalacji fotowoltaicznej. Trafia do niego wytworzony przez panele fotowoltaiczne prąd stały, który zostaje przemieniony w prąd zmienny, czyli taki, który może zasilać urządzenia elektryczne. Oprócz tego rolą falownika jest zabezpieczenie instalacji na wypadek awarii oraz monitorowanie pracy całego systemu.

Systemy fotowoltaiczne są montowane na dachach lub na gruncie za pomocą specjalnej konstrukcji montażowej wykonanej z aluminium lub stali nierdzewnej. Materiały muszą być jednocześnie lekkie, jak i wytrzymałe oraz odporne na korozję i działanie czynników zewnętrznych. Poszczególne elementy instalacji fotowoltaicznej są z kolei łączone za pomocą specjalnych przewodów, a także posiadają zabezpieczenia AC/DC.

Schemat działania instalacji fotowoltaicznej

Jak działa fotowoltaika? Należy podkreślić, że pozyskiwanie energii elektrycznej ze słońca jest kilkuetapowym procesem, który przebiega w następujący sposób:

1. Moduły fotowoltaiczne tworzone przez ogniwa fotowoltaiczne pobierają energię słoneczną i przemieniają w energię elektryczną. W jaki sposób? Do ogniw składających się z krzemu dociera światło składające się z cząsteczek – fotonów. Wprawiają one w ruch elektrony i wybijają je z ich pozycji. W ten sposób rozpoczyna się przepływ energii elektrycznej.
2. Wytworzona przez ogniwa fotowoltaiczne energia elektryczna stanowi prąd stały, który nie jest jednak zdolny do zasilania energii elektrycznej. Z tego powodu wygenerowany prąd przesyłany jest do inwertera.
3. Prąd stały trafiający do inwertera jest przekształcany w prąd zmienny o parametrach odpowiednich do zasilania gniazdek elektrycznych. Może on być wykorzystywany na bieżące potrzeby lub, w przypadku powstania nadwyżki, kierowany do sieci energetycznej. Jeśli system fotowoltaiczny jest wyposażony w magazyn energii, jest on również ładowany nadwyżką prądu, a dopiero po jego całkowitym naładowaniu energia elektryczna trafia do sieci.
4. W sytuacji, gdy ilość energii elektrycznej wytworzona przez panele fotowoltaiczne nie jest wystarczająca, pobierana jest ona z sieci energetycznej. Do 1 kwietnia 2022 roku energię elektryczną można było przesyłać do sieci i odbierać w razie zapotrzebowania 80% wygenerowanego prądu, zaś osoby, które zdecydowały się na montaż paneli fotowoltaicznych po tej dacie, są rozliczane wg systemu zwanego net-billing. Polega ona na odsprzedaży dostawcy prądu wytworzonej energii elektrycznej oraz jej zakupu po ustalonej kwocie w momencie, gdy panele fotowoltaiczne nie produkują wystarczającej do potrzeb ilości prądu.

Jak dobrać moc instalacji fotowoltaicznej?

Aby instalacja fotowoltaiczna była opłacalna, konieczne jest odpowiednie dobranie mocy paneli fotowoltaicznych. Przede wszystkim należy wziąć pod uwagę zapotrzebowanie na energię elektryczną danego gospodarstwa domowego, firmy lub instytucji. Jednak to nie wszystko! Specjalista, który zajmuje się wykonaniem inwestycji w fotowoltaikę, powinien wziąć również pod uwagę uwarunkowania panujące w miejscu montażu, w tym nasłonecznienie, kąt nachylenia dachu, położenie względem stron świata czy ewentualne zacienienie. Wszystkie te czynniki mają ogromne znaczenie dla działania fotowoltaiki. Masz pytania na temat pracy instalacji fotowoltaicznej? Chcesz uzyskać więcej informacji o tym, jak działa fotowoltaika i czy sprawdzi się ona w przypadku Twojego domu lub przedsiębiorstwa? Skontaktuj się z nami!