Zasada działania ogniwa fotowoltaicznego — na czym polega?
Fotowoltaika to dziedzina nauki zajmująca się przetwarzaniem światła słonecznego w energię elektryczną przy wykorzystaniu tzw. zjawiska fotowoltaicznego. Zostało ono zaobserwowane już w XIX wieku, a dziś znajduje zastosowanie w ogniwach fotowoltaicznych. Chcesz wiedzieć co działanie fotowoltaiki ma wspólnego z serialami na Netflixie? Przeczytaj.
Ogniwa fotowoltaiczne – czym są i jaka jest ich zasada działania?
Ogniwa fotowoltaiczne to jedne z ważniejszych elementów instalacji fotowoltaicznej. Są też najmniejszymi elementami panelu fotowoltaicznego. Wytwarzane z materiałów takich jak: krzem (Si), german (Ge) oraz selen (Se), pełnią rolę półprzewodników, przetwarzając energię z promieniowania słonecznego w prąd. I na tym w uproszczeniu polega działanie paneli fotowoltaicznych.
Panele fotowoltaiczne – działanie
Panel fotowoltaiczny składa się półprzewodników, czyli wspomnianych już fotoogniw. Łącząc panele szeregowo, otrzymujemy tzw. moduły fotowoltaiczne, co pozwala na wytworzenie większej ilości energii. W zależności od potrzeb użytkownika cała instalacja może zasilać bieżące potrzeby gospodarstwa domowego, ale tak pozyskaną energię elektryczną można również przesyłać do sieci energetycznej (instalacja on-grid), a nadwyżkę wytworzonego prądu wykorzystać w późniejszym czasie. Wymaga to jednak dodatkowych urządzeń w instalacji m.in. licznika dwukierunkowego.
Budowa ogniwa fotowoltaicznego
Ogniwo składa się z dwóch warstw półprzewodnika (najczęściej krzemu): górna, cieńsza typu n oraz grubsza, dolna typu p. Pomiędzy nimi znajduje się bariera potencjałów, tworząca złącza p-n. W budowie ogniwa wyróżnia się również elektrodę ujemną oraz warstwę antyrefleksyjną umieszczoną powyżej górnej warstwy półprzewodnika, a także elektrodę dodatnią, znajdującą się poniżej dolnej warstwy krzemowej typu p.
Działanie ogniwa fotowoltaicznego
Zasada działania ogniwa fotowoltaicznego nie jest bardzo skomplikowana. Kiedy do ogniwa dociera światło, a właściwie jego najmniejsza cząstka, czyli foton, elektrony uwalniają się i zaczynają się przemieszczać — w obwodzie zaczyna płynąć prąd elektryczny. Jest to jednak prąd stały, dlatego by możliwe było zasilenie np. pralki, niezbędnym elementem instalacji fotowoltaicznej jest falownik (inwerter), który umożliwia zmianę prądu stałego na zmienny. Dopiero wtedy w gniazdku elektrycznym płynie prąd, którego używamy do zasilania telewizora, na którym włączysz kolejny odcinek „Squid Game”.
Na koniec
Trend powstawania przydomowych elektrowni słonecznych obserwujemy w Polsce od kilku lat i ciągle zyskuje on na popularności. Wpływ na to mają jednakowo aspekty ekonomiczne, przekładające się na spore oszczędności oraz możliwość uzyskania niezależności energetycznej, dzięki zastosowaniu odpowiedniej instalacji. Ponadto, wbrew pozorom, kwestia montażu nie jest tak dużym ograniczeniem jakby się mogło wydawać. Instalacja fotowoltaiczna może z powodzeniem zostać zamontowana na dachu lub na gruncie.