Fotowoltaika - co to jest? Jak działa?

Fotowoltaika to technologia, która wykorzystuje światło słoneczne do produkcji elektryczności. Słowo „fotowoltaika” pochodzi od greckich słów „phos” (światło) i „voltaikos” (elektryczność), co dosłownie oznacza „elektryczność generowana przez światło”.

Jak działa fotowoltaika?

Panele fotowoltaiczne przekształcają światło słoneczne w prąd stały dzięki materiałowi półprzewodnikowemu, z którego są wykonane. Każdy moduł fotowoltaiczny zawiera ogniwa krzemowe, w których energia słoneczna jest zamieniana na ładunek elektryczny poprzez zjawisko fotowoltaiczne.

Następnie, za pomocą inwertera, prąd ten jest konwertowany na prąd przemienny, używany w gniazdkach elektrycznych. Ta energia zasila najpierw urządzenia w domu, a także może być wykorzystana do ładowania magazynu energii (jeśli jest zainstalowany) oraz samochodu elektrycznego poprzez stację ładowania.

Nadmiar energii może być sprzedany przez dostawcę energii. Po zachodzie słońca, dom korzysta z energii zgromadzonej w magazynie, a gdy zasoby się wyczerpią, można zakupić energię od dostawcy.

Fotowoltaika — z czego składa się instalacja

Instalacja fotowoltaiczna składa się z kilku istotnych elementów, z których każdy odgrywa kluczową rolę.

Na początku mamy panele fotowoltaiczne, które są głównym komponentem systemu. To właśnie panele pobierają energię ze słońca i przekształcają ją w energię elektryczną. Mogą być zamontowane na różnych powierzchniach, od dachów budynków po grunty czy elewacje.

Następnie pojawia się inwerter lub mikroinwertery. Ich zadaniem jest konwersja prądu stałego, który jest wytwarzany przez panele fotowoltaiczne, na prąd zmienny, niezbędny w systemach elektrycznych domów i firm.

Przewody są kolejnym istotnym elementem. Służą one do przesyłania wyprodukowanej energii z paneli fotowoltaicznych do inwertera oraz do dystrybucji energii elektrycznej wewnątrz budynku lub do sieci publicznej.

Konstrukcja montażowa ma kluczowe znaczenie dla stabilnego i bezpiecznego umieszczenia paneli fotowoltaicznych. Musi być solidna i dostosowana do lokalnych warunków, zapewniając optymalną efektywność działania systemu.

Licznik dwukierunkowy rejestruje zarówno ilość energii pobranej z sieci, jak i ilość energii oddanej do sieci przez panele fotowoltaiczne. Dzięki niemu można monitorować bilans energii oraz uzyskiwać kredyty energetyczne za nadwyżkę energii oddaną do sieci.

Na końcu, opcjonalnie, możemy mieć magazyn energii. Niektóre instalacje fotowoltaiczne wyposażone są w baterie, które pozwalają na przechowywanie nadmiaru wyprodukowanej energii, aby można ją było wykorzystać w późniejszym czasie.

Który moduł wybrać — szkło-szkło czy szkło-folia?

Panele szkło-szkło i szkło-folia to dwa główne rodzaje modułów fotowoltaicznych, które różnią się w budowie oraz właściwościach.

Zwolennicy paneli szkło-szkło argumentują, że dodatkowa tafla szkła podtrzymująca ogniwa lepiej chroni je przed czynnikami chemicznymi i mechanicznymi, co sprawia, że panele te mogą działać dłużej i wydajniej. Jednakże konstrukcja ta wymaga staranności w produkcji i montażu, szczególnie uznaje się za korzystne modele od renomowanych producentów oraz te o mniejszych rozmiarach, co zapewnia ściślejsze trzymanie spodniej szyby przez ramkę.

Z kolei zwolennicy paneli szkło-folia wskazują, że szkło może być ciężkie i w pewnych przypadkach może odłamać się od spodu, nie spełniając wtedy roli ochronnej. Ogólny werdykt sugeruje, że panele szkło-szkło są lepsze, ale pod warunkiem, że pochodzą od sprawdzonej marki i są odpowiednio wykonane, szczególnie jeśli chodzi o trzymanie spodniej szyby przez ramkę.

Dodatkowym atutem szkła (a także niektórych folii) jest przeźroczystość, co umożliwia produkcję paneli dwustronnych, generujących nawet kilkunastoprocentowy wzrost wydajności, o ile są montowane w odpowiedni sposób. Jest to opcja szczególnie warta rozważenia przy instalacjach na gruntach.

Zalety i wady fotowoltaiki

Jak każda z inwestycji, również fotowoltaika ma swoje zalety i wady.

Do głównych zalet możemy zaliczyć:

• Wykorzystywanie energii słonecznej, która jest nieograniczonym źródłem energii odnawialnej, co pozwala zmniejszyć zależność od paliw kopalnych.
• Po zainstalowaniu systemu fotowoltaicznego koszty eksploatacji są stosunkowo niskie, ponieważ energia słoneczna jest darmowa i dostępna niemal wszędzie.
• Korzystanie z fotowoltaiki przyczynia się do redukcji emisji gazów cieplarnianych i zmniejszenia negatywnego wpływu na środowisko, co przyspiesza proces zrównoważonego rozwoju.
• Posiadanie własnej instalacji fotowoltaicznej daje możliwość produkowania własnej energii, co zwiększa niezależność energetyczną i zmniejsza rachunki za prąd.
• Mimo początkowych kosztów inwestycji fotowoltaika może przynieść zwrot inwestycji w dłuższej perspektywie czasowej poprzez oszczędności na rachunkach za energię elektryczną oraz ewentualne korzyści podatkowe lub dotacje.

Jeśli chodzi o wady fotowoltaiki:

• Początkowy koszt zakupu i instalacji systemu fotowoltaicznego może być wysoki, co może stanowić barierę dla niektórych osób.
• Efektywność systemu fotowoltaicznego zależy od warunków atmosferycznych, takich jak nasłonecznienie, chmury i opady deszczu, co może wpływać na jego wydajność.
• Aby zainstalować panele fotowoltaiczne, konieczne jest posiadanie odpowiedniej przestrzeni, na przykład dachu budynku lub terenu naziemnego, co może stanowić problem w przypadku niewielkich lub ciasnych przestrzeni.
• Panele fotowoltaiczne wymagają regularnego czyszczenia, aby zachować maksymalną efektywność, zwłaszcza w obszarach o dużym zanieczyszczeniu powietrza lub pyłach.
• Montaż systemu fotowoltaicznego wymaga specjalistycznej wiedzy i doświadczenia, co może wymagać zatrudnienia profesjonalistów i dodatkowych kosztów.