Budowa i działanie paneli fotowoltaicznych

Konieczność poszukiwania alternatywnych źródeł energii oraz ogromny rozwój technologiczny sprawiają, że coraz więcej osób zaczyna zwracać uwagę na możliwości, jakie oferuje fotowoltaika. Panele fotowoltaiczne to innowacyjne rozwiązanie pozwalające pozyskiwać energię słoneczną i przekształcać ją w prąd elektryczny. W poniższym artykule przyjrzymy się ich budowie i działaniu oraz aspektom wpływającym na efektywność energetyczną.

Budowa paneli fotowoltaicznych

Panele fotowoltaiczne składają się z wielu ogniw słonecznych, które są połączone szeregowo lub równolegle. Głównym materiałem stosowanym do produkcji tych ogniw jest krzem, występujący w dwóch postaciach – monokrystalicznej i polikrystalicznej. Krzem monokrystaliczny charakteryzuje się wyższą wydajnością, jednak jego produkcja jest bardziej kosztowna niż krzemu polikrystalicznego.

Przeczytaj również: Przyszłość i perspektywy polskiego rynku fotowoltaiki

Pracownik hurtowni fotowoltaicznej Megawat mówi: Ogniwo słoneczne składa się z dwóch warstw krzemu, różniących się rodzajem domieszkowania – jedna warstwa ma nadmiar elektronów, a druga niedobór. Na styku tych dwóch warstw tworzy się tzw. obszar złącza, gdzie zachodzi proces fotowoltaiczny.

Dodatkowymi elementami konstrukcyjnymi paneli fotowoltaicznych są szkło ochronne, powłoka antyrefleksyjna, folie EVA oraz ramka aluminiowa. Szkło ochronne chroni ogniwa przed czynnikami zewnętrznymi i uszkodzeniami mechanicznymi, natomiast powłoka antyrefleksyjna pozwala na lepsze przenikanie światła słonecznego do wnętrza ogniw.

Przeczytaj również: Jaka jest żywotność paneli fotowoltaicznych?

Działanie paneli fotowoltaicznych

Proces fotowoltaiczny polega na przekształceniu energii promieniowania słonecznego na energię elektryczną dzięki zjawisku fotoelektrycznemu. W momencie, gdy foton – cząstka światła słonecznego – pada na powierzchnię ogniwa, wprowadza on elektron w stan wzbudzenia, czyli nadaje mu dodatkową energię. Elektron ten jest wówczas w stanie oderwać się od atomu krzemu i przemieszczać się przez obszar złącza p-n pod wpływem różnicy potencjału. W wyniku tego ruchu elektronów na zewnętrznych obwodach ogniw słonecznych przepływa prąd elektryczny.

Parametry techniczne paneli fotowoltaicznych

Kluczowe parametry modułów fotowoltaicznych to moc znamionowa, napięcie znamionowe oraz sprawność energetyczna. Moc znamionowa jest wartością określającą ilość energii, jaką dany panel może maksymalnie wyprodukować w optymalnych warunkach. Napięcie informuje o wartości, przy której panel generuje maksymalną moc. Natomiast sprawność energetyczna opisuje stosunek energii wyprodukowanej przez panel do energii promieniowania słonecznego padającej na jego powierzchnię.