czasopisma Co to znaczy fotowoltaika? Fotowoltaika jest to obecnie dość mocno eksponowany temat. Nie zmienia to faktu, że nie każdy musi wiedzieć, czym jest fotowoltaika oraz co dokładnie oznacza ten zwrot. Tym bardziej że fotowoltaika wcale nie musi być pojęciem dotyczącym tylko jednej dziedziny.
Fotowoltaika a fizyka
O fotowoltaice możemy w pierwszej kolejności mówić w kontekście naukowym, a ściślej rzecz ujmując fizycznym. Fotowoltaika zajmuje się materiałami, które pod wpływem promieniowania świetlnego, są w stanie wygenerować prąd elektryczny. Większość tych materiałów, są to półprzewodniki. Są to materiały, które z jednej strony jak sama nazwa wskazuje, nie są najlepszymi przewodnikami prądu, ale mają szereg ciekawych oraz nietypowych właściwości. Jedną z nich jest wytwarzanie prądu pod wpływem promieniowania świetlnego. Mechanika tego procesu polega na wytwarzaniu pary elektron-dziura, pod wpływem energii, jaką promieniowanie świetlne przekazuje materiałowi. Jest to oczywiście przez człowieka wykorzystywane, a obecnie dzieje się to na coraz większą skalę.
Fotowoltaika w energetyce
Współcześnie, kiedy mówimy o fotowoltaice, to najczęściej mamy na myśli różnego rodzaju panele słoneczne, które są wykorzystywane jednakowo przez klientów indywidualnych oraz przez duże firmy, między innymi firmy energetyczne, które starają się za pomocą nich produkować energię elektryczną. Ta energia elektryczna jest z punktu widzenia ekologii zdecydowanie lepsza, niż ta pozyskiwana ze źródeł konwencjonalnych, a w szczególności tych, które spalają paliwa kopalne. Bardzo wiele osób zastanawia się również nad tym, czy nie założyć instalacji, których rdzeniem są panele fotowoltaiczne w swoich gospodarstwach domowych. Wynika to z tego faktu, że obecnie prawo umożliwia w bardzo łatwy sposób produkcję własnego zielonego prądu elektrycznego, będąc jednocześnie podpiętym do sieci ogólnej. Z jednej strony daje nam to bardzo dużo oszczędności, a z drugiej strony sprawia, że udział ekologicznej energii w całościowym rynku energetycznym danego kraju, (a w tym przypadku Polski) jest coraz większy.
Z czego się składa zestaw fotowoltaiczny?
Jeśli chcemy być dokładni, musimy odpowiedzieć sobie na pytanie, z czego tak naprawdę składają się zestawy fotowoltaiczne, ponieważ najczęściej kojarzymy fotowoltaikę z tylko jej widoczną częścią, na którą składają się panele solarne. Musimy oczywiście omówić to, że taki system fotowoltaiczny nie mógłby pracować, gdyby nie również inne jego elementy, do których należą oczywiście różnego przekroju przewody elektryczne, ale również na przykład inwertery, a w niektórych przypadkach baterie, które mają za zadanie magazynować prąd (choć jest to metoda uznawana za przestarzałą, a przede wszystkim zbyt drogą). Prócz paneli fotowoltaicznych, najważniejszym elementem układu fotowoltaicznego jest właśnie inwerter. Inwerter jest to urządzenie, które ma zdolność do zmieniania prądu stałego, który jest produkowany przez panel fotowoltaiczny, na prąd zmienny, który jest wykorzystywany przez urządzenia elektryczne, jakie mamy w domu czy w zakładach pracy.
Z czego zbudowane są panele fotowoltaiczne?
Warte również omówienia jest to, z czego składają się, a w zasadzie, z czego zbudowane są panele fotowoltaiczne, ponieważ bardzo często pojawiają się opinie, że panele fotowoltaiczne, chociaż produkują zieloną energię, to mogą być szkodliwe dla ludzi lub środowiska. W szczególności mają być szkodliwe wtedy, kiedy są już zużyte i będzie trzeba je utylizować. Pogląd taki jest błędny, a wysuwany jest przez ludzi na podstawie niezbyt dokładnych danych. Ogniwa fotowoltaiczne zbudowane są oczywiście z półprzewodników. Bardzo dużo półprzewodników, wykazuje zdolność do generowania prądu elektrycznego pod wpływem światła, ale warto wspomnieć, że większość tych półprzewodników nie jest wykorzystywana na szeroką skalę. Jeśli są wykorzystywane, to najczęściej w różnego rodzaju instalacjach pilotażowych lub laboratoryjnych. Do komercyjnego zastosowania wykorzystuje się przede wszystkim krzem, który jak wiemy, jest półprzewodnikiem, jest materiałem bezpiecznym oraz powszechnie stosowanym, nie tylko w panelach fotowoltaicznych.
Panel fotowoltaiczny składa się z kilkunastu, kilkudziesięciu, a w niektórych przypadkach nawet kilkuset ogniw fotowoltaicznych. Ogniwo fotowoltaiczne jest wykonane właśnie z krzemu. Ogniwa fotowoltaiczne dzielimy na dwa główne rodzaje, są to ogniwa fotowoltaiczne monokrystaliczne oraz ogniwa fotowoltaiczne polikrystaliczne. Za lepsze i bardziej wydajne uchodzą ogniwa monokrystaliczne, przede wszystkim dlatego, że ogniwo wykonane jest z jednego kawałka kryształu krzemu (trzeba to powiedzieć, że bardzo dużego kryształu) przez co, jest w nim dużo mniej zanieczyszczeń oraz różnego rodzaju błędów. Zdecydowanie lepiej wytwarzają prąd oraz go przewodzą. Nie jest po jednak na tyle duża różnica, by można było powiedzieć, że panele oparte na ogniwach monokrystalicznych, całkowicie deklasują panele oparte na ogniwach polikrystalicznych. Panele mono i polikrystaliczne, znajdują zastosowanie w zależności od warunków.
