fotowoltaika - działanie ogniwa fotowoltaicznego

Efekt fotowoltaiczny zachodzi wtedy, gdy na dane ogniwo pada światło słoneczne, którego najmniejszą jednostką jest foton. Może wówczas dojść do trzech zjawisk: odbicia się promieni słonecznych, przeniknięcia fotonu albo – najbardziej pożądanej reakcji – pochłonięcia cząstki przez krzem. Płytka krzemowa jest wyposażona w barierę potencjału, najczęściej wspomniane wyżej złącze p-n. Fotony wybijają elektrony z dotychczasowych miejsc, przez co przemieszczają się one z półprzewodnika n do półprzewodnika p. Ruch ładunków sprawia, że tworzy się napięcie elektryczne i w ten sposób powstaje prąd. Można wykorzystać go w celu zasilenia urządzeń albo zmagazynować. Otrzymanie odpowiedniego napięcia jest możliwe dopiero poprzez montaż fotoogniw w większych instalacjach, które znajdziesz w naszej ofercie.

DZIAŁANIE

Serce ogniwa to niewielka płytka, najczęściej wykonana z krzemu, będącego dobrym półprzewodnikiem. Ważny element stanowi również złącze p-n, które składa się z dwóch obszarów przewodnictwa: górnego, gdzie występują elektrony ujemne n (negative) oraz dolnego, w którego obrębie znajdują się dziury elektronowe o ładunku dodatnim p (positive). Fotoogniwo tworzą komórki krzemowe, pomiędzy którymi przechodzą połączenia elektryczne. Oprócz tego konstrukcja składa się z szyby przepuszczającej promieniowanie oraz obudowy. Jako że pojedyncza komórka wytwarza niewielką moc, to łączy się je w moduły, a następnie panele, których ostateczna liczba w danej instalacji zależy od oczekiwań co do wydajności. Specyficzna struktura komórek krzemowych sprawia, że w fotowoltaice wyróżnia się panele monokrystaliczne, polikrystaliczne oraz cienkowarstwowe.

BUDOWA OGNIWA

budowa ogniwa fotowoltaicznego

Co to jest fotowoltaika ?

Fotowoltaika to nauka badająca przetwarzanie energii promieniowania słonecznego na energię elektryczną w wyniku zjawiska fotowoltaicznego. Elementy niezbędne do konwersji to fotoogniwa, z których buduje się całe panele słoneczne. Są one stosowane głównie do zasilania budynków.

Pierwsze fotoogniwo zostało wynalezione w XIX wieku. Postęp nauki i techniki umożliwił znaczne ulepszenie tej konstrukcji. Dzisiaj energetyka słoneczna to coraz prężniej działająca gałąź przemysłu. Tempo jej rozwoju wzrasta o ok. 40 procent rocznie. Instalacje fotowoltaiczne są bardzo różnorodne – Klienci mogą zdecydować się na montaż paneli o odmiennych właściwościach i cenie dostosowanej do zakładanego budżetu.

Jesteśmy ekspertami w dziedzinie fotowoltaiki. Działamy głównie na terenie Dolnego Śląska, przeprowadzając montaż rozmaitych systemów solarnych. Zapewniamy również profesjonalne doradztwo i dostęp do instalacji stworzonych przez najlepszych producentów z tej branży. Nasza siedziba znajduje się w Legnicy – zachęcamy do odwiedzin, kontaktu telefonicznego lub e-mailowego. Jesteśmy do Waszej dyspozycji.

FOTOWOLTAIKA

PHU "SAT" Ryszard Zych

Panele fotowoltaiczne PHU "SAT" Ryszard Zych

RODZAJE PANELI

Panele polikrystaliczne

W fotowoltaice są to najczęściej wybierane systemy solarne. Szacuje się, że stanowią nawet ponad 60 procent wszystkich sprzedawanych konstrukcji tego typu. Ich cechą charakterystyczną jest to, że składają się z półprzewodników o wielu kryształach krzemu. Taką strukturę znacznie łatwiej jest uzyskać w tych modelach w przeciwieństwie do monokrystalicznych.

Jak powstają modele polikrystaliczne?

Pierwszy etap produkcji to krystalizacja krzemu poprzez topienie. Stopiony półmetal w ciekłej postaci trafia do specjalnych form albo zostaje schłodzony jako bryła, a potem podzielony na mniejsze części. Takie wyroby są czyszczone, a następnie wyposażone w przewody i powłokę antyrefleksyjną.

Cechy modeli polikrystalicznych

Ze względu na nieskomplikowaną metodę pozyskiwania, panele polikrystaliczne są bardziej atrakcyjne cenowo niż monokrystaliczne. Trzeba jednak mieć świadomość tego, że cechują się również mniejszą wydajnością. Szacuje się, że w przypadku modeli polikrystalicznych skuteczność przetwarzania energii wynosi 12–15 procent. Panele charakteryzują się równym, kwadratowym kształtem. Można z nich tworzyć powierzchnie o jednolitej strukturze, które pozwalają zachować odpowiednią estetykę dachu.

Przeznaczenie

W większości zastosowań, szczególnie tych domowych, najbardziej opłacalnym jest montaż modeli polikrystalicznych. Powód jest prosty – znacznie niższa cena. Jednocześnie dzięki temu, że fotowoltaika intensywnie się rozwija, na rynku pojawiają się coraz wydajniejsze konstrukcje polikrystaliczne.


 

Panele monokrystaliczne

W tej instalacji moduły są zbudowane z pojedynczych kryształów krzemu. Fotoogniwa monokrystaliczne zapewniają wyższą skuteczność, jednak ich produkcja jest dość skomplikowana, a przez to również bardziej kosztowna.

Jak powstają modele monokrystaliczne?

Wytwarza się je przy użyciu metody wynalezionej przez wybitnego polskiego chemika, Jana Czochralskiego. Najpierw topi się krzem w tyglu, a następnie do naczynia dodaje się zarodki kryształu. Od tego momentu modyfikuje się całość z fazy ciekłej, co może potrwać nawet dwie doby. W ten sposób powstaje podłużny monokryształ o stożkowatym zakończeniu. Tnie się go na plastry, którym nadaje się kwadratowy kształt. Można je wówczas rozmieścić tak, aby pozostawić jak najmniejszą ilość wolnej przestrzeni. Dlatego jedną z cech charakterystycznych dla paneli monokrystalicznych są ścięte rogi.

Cechy ogniw monokrystalicznych

Ich główna zaleta to większa wydajność niż w modelach polikrystalicznych. To najdoskonalsze wyroby w dziedzinie fotowoltaiki. Nawet przeciętnej jakości panele monokrystaliczne mogą przetwarzać 16–20 procent energii słonecznej, a rekordowy wynik to ponad 25 procent. Dobra efektywność sprawia również, że można wykorzystać je na mniejszej powierzchni przy zachowaniu tego samego poziomu wydajności. Te systemy odznaczają się jednak wyższą ceną.

Przeznaczenie

Poleca się wybór paneli monokrystalicznych, gdy powierzchnia na zamontowanie systemu solarnego jest ograniczona. Takie instalacje można przeznaczyć do montażu na dachach o niejednorodnej konstrukcji lub tylko częściowo nasłonecznionych.


 

Panele cienkowarstwowe

Tym mianem określa się modele:

  • CdTe,
  • CIS i CIGS,
  • wykonane z krzemu amorficznego.

 

Cechy ogniw cienkowarstwowych

Na montaż tych paneli Klienci decydują się najrzadziej. Statystycznie stanowią one około 14 procent oferty rynkowej. Dzieje się tak ze względu na ich niską wydajność, która może dodatkowo spadać z upływem czasu. Jest to wada, jaką posiadają głównie instalacje z fotoogniwami na bazie krzemu amorficznego. Zdolność tej odmiany pierwiastka do przewodzenia prądu zmniejsza się w miarę tego, jak jest on poddawany działaniu promieni słonecznych. Skuteczność modeli cienkowarstwowych z krzemu amorficznego to około 12 procent.

Konstrukcje CdTe są wykonane z tellurku kadmu, który w tej postaci nie wpływa szkodliwie na środowisko, a także nie powoduje zagrożenia podczas montażu. Problemem może okazać się dopiero późniejsza utylizacja. Sprawność rozwiązań plasuje się na poziomie mniej więcej 14 procent. Instalacje odznaczają się ciemną barwą, dlatego dobrze prezentują się w zabudowie. To najczęściej wybierane modele cienkowarstwowe.

Jeśli chodzi o CIS i CIGS, to do ich produkcji stosuje się miedź, selen, ind oraz w przypadku CIGS również i gal. Konstrukcje mają ciemny kolor. Te instalacje fotowoltaiczne posiadają wydajność na poziomie tylko 8 procent, jednak wykorzystują światło słoneczne w pochmurne dni. Można używać ich również w zacienionych miejscach.


 

panele monokrystaliczne
panele polikrystaliczne
panele cienkowarstwowe

Fotowoltaika wzbudza coraz większe zainteresowanie, jako że stanowi sposób na pozyskiwanie taniej i ekologicznej energii elektrycznej. Oferujemy montaż paneli monokrystalicznych, polikrystalicznych i cienkowarstwowych w województwie dolnośląskim. Zapraszamy do kontaktu z naszym biurem w Legnicy.

PHU "SAT" Ryszard Zych

ul. Pocztowa 7/3

59-220 Legnica

tel. 731 666 222

biuro@produkuj-prad.pl