Fotowoltaika i pompa ciepła
22 grudnia, 2020
Monokryształy prosto na dach
2 lutego, 2021
Zanim w 1904 roku znany wszystkim Albert Einstein opublikował swoją pracę opisującą naturę światła i efekt fotowoltaiczny, wcześniej już na przełomie XIX/XX wieku kilku innych fizyków dowiodło, że impuls elektryczny może być wytwarzany podczas ekspozycji na światło materiałów wykonanych z selenu. Swoją cegiełkę dołożył również nasz rodak - Jan Czochralski, który w 1918 roku odkrył metodę produkcji krzemu monokrystalicznego. Osiągnięcie Polaka umożliwiło wytwarzanie monokrystalicznych ogniw słonecznych. Pierwsze takie ogniwo krzemowe zostało zbudowane w 1941 roku.
Ogniwa fotowoltaiczne są podstawowym i najmniejszym elementem paneli fotowoltaicznych. Te fotoogniwa, to półprzewodniki, które przetwarzają energię z promieni słonecznych w czysty prąd elektryczny. Aby to zrobić, wykorzystują swoje właściwości fizyczne. Gdy promienie słońca padają na ogniwo, zachodzi tzw. zjawisko fotowoltaiczne. Za użyciem krzemu do budowy ogniw fotowoltaicznych przemawia jeszcze jeden fakt, pierwiastek ten posiada na ostatniej powłoce aż cztery elektrony walencyjne. A zjawisko fotoemisji zachodzi najszybciej w atomach, które posiadają ich jak największą ilość. Z tego powodu krzem łączy się z innymi pierwiastkami np. ze wspomnianym selenem, by uzyskać większą liczbę elektronów walencyjnych.
Zasadniczo fotoogniwo zbudowane jest z dwóch warstw półprzewodnika. Pierwsza z nich jest cienką i przezroczystą warstwą typu n i znajduje się na górze. Nad nią umieszczona jest elektroda ujemna i powłoka antyrefleksyjna. Na spodzie znajduje się elektroda dodatnia. Druga warstwa umiejscowiona na dole jest grubsza typu p. Obie warstwy oddzielone są barierą potencjałów, którą tworzą złącza p-n.
Ogniwo fotowoltaiczne – co dzieje się w środku?
Na początek fotony (typ p) zderzają się z elektronami, którym przekazują całą swoją energię. Jeżeli wartość ta jest wystarczająco duża, dochodzi do zjawiska fotoemisji, czyli wybicia elektronów z orbit atomowych. Każda z nich, w wyniku utraty elektronów uzyskuje ładunek (+e), natomiast miejsce, w którym elektronu już nie ma, nazywane jest dziurą (typ n). To przemieszczenie ładunków elektrycznych powoduje właśnie różnicę potencjałów, czyli napięcia elektrycznego.
Ogniwa fotowoltaiczne – rodzaje
Ogniwa fotowoltaiczne dzielą się na pierwszej generacji – monokrystaliczne i polikrystaliczne, oraz rzadko stosowane, drugiej generacji – amorficzne. Różnią się między sobą zarówno budową jak i właściwościami. W ostatnich latach ze względu na największą wydajność, dobre parametry elektryczne, a także wysoką wytrzymałość, popularność zyskały ogniwa monokrystaliczne, które powoli wypierają inne rodzaje ogniw. ZENE również proponuje dla swoich Klientów najnowocześniejsze monokrystaliczne ogniwa fotowoltaiczne. Połączenie poszczególnych ogniw krzemowych, tworzy moduły, które z kolei scalone są ze sobą szeregowo i równolegle, dając w efekcie panel PV.
Jak przebiega proces produkcji prądu?
Produkcja prądu ze słońca to proces, który odbywa się etapami. Dzięki ogniwom fotowoltaicznym promienie słoneczne przekształcają się w prąd stały. Energia ta zostaje przekazana następnie do inwertera, który przekształca ją w prąd zmienny – ten, którego używamy na co dzień w naszych domach do zasilania wszystkich sprzętów i urządzeń. Inwerter kontroluje także pracę paneli fotowoltaicznych i dopasowuje parametry prądu do parametrów sieci domowej. Mamy już panele fotowoltaiczne i inwerter, do prawidłowego działania i efektywnego korzystania z energii słonecznej brakuje nam licznika dwukierunkowego. Zakład energetyczny ma obowiązek wymiany licznika na dwukierunkowy w ciągu trzydziestu dni od momentu zgłoszenia instalacji.
Dlaczego więc nie sięgnąć po efekt pracy znamienitych fizyków, którzy już ponad 100 lat temu wiedzieli, że warto wykorzystać dostępne nam dobro naturalne, jakim jest wspaniałe Słońce!
Zainwestuj w panele fotowoltaiczne i ciesz się darmową energią.
Skontaktuj się z nami, by otrzymać za darmo analizę wraz ze spersonalizowaną ofertą.
Opublikowany 19.01.2021
Autorka: Magdalena Glanowska
