Instalacje fotowoltaiczne pojawiają się na dachach coraz większej ilości budynków. Wszyscy wiemy, że pozyskiwanie energii elektrycznej ze słońca jest nie tylko bardzo ekologiczne, ale również ekonomiczne.

Często klienci proszą nas o wytłumaczenie jak to dokładnie działa? Poniżej postaramy się to wyjaśnić.

Zacznijmy od początku, czyli od ogniw fotowoltaicznych…

Na początek mała ciekawostka. Fotowoltaika powstała już w XIX wieku, kiedy francuski naukowiec o nazwisku Becquerel (czyt. Bekerel) odkrył powstawanie siły elektromotorycznej pod wpływem promieni słonecznych. Pierwsze ogniwo fotowoltaiczne powstało, w 1883 roku, z selenu pokrytego cienką warstwą złota. Jego sprawność wynosiła zaledwie 1%, jednak był to pierwszy krok do rozwoju fotowoltaiki.

Obecnie do pozyskiwania energii ze słońca wykorzystywane są moduły fotowoltaiczne zbudowane z materiałów półprzewodnikowych. Najczęściej wykorzystywanym półprzewodnikiem jest krzem, który jest jednym z powszechnie występujących pierwiastków na Ziemi (Jest m.in. w piasku). Aby mógł jednak zostać użyty do budowy ogniw fotowoltaicznych, musi najpierw zostać oczyszczony, chociaż nie aż tak dokładnie, jak do wykorzystania w elektronice. Bloki krzemowe powstałe w wyniku skomplikowanego, chemicznego procesu oczyszczania przebiegającego w temperaturze 1800 ᵒC, są cięte na tafle o grubości poniżej 200 μm. Na powstałe w ten sposób płytki nanosi się powłoki antyrefleksyjne, umieszcza elektrody oraz zabezpiecza hartowanym szkłem. Całość umieszczana zazwyczaj w aluminiowej ramie jest gotowa do pracy.

Proces przetwarzania energii słonecznej na energię elektryczną nazywamy konwersją fotowoltaiczną. Wewnątrz krzemowej płytki istnieje pole elektryczne, nazywane baterią potencjału, które ma postać złącza positive-negative (p-n). Promienie słoneczne, które padają na ogniwo, wybijają elektrony ze struktury atomów krzemu, dzięki czemu powstają pary nośników o przeciwnych ładunkach (wybity elektron ma ładunek ujemny, a powstała po jego wybiciu luka jest naładowana dodatnio). Pole elektryczne istniejące na złączu p-n rozdziela przeciwne ładunki tworząc napięcie. Uzyskiwany w ten sposób prąd, jest prądem stałym, który za pomocą inwertera jest przekształcany w prąd zmienny o parametrach dopasowanych do wymogów sieci publicznej. Dzięki temu, że prąd płynący z inwertera ma znacznie większą częstotliwość, niż ten płynący z elektrowni, jest wykorzystywany w pierwszej kolejności, a jego nadmiar odprowadzany do elektrowni za pośrednictwem licznika dwukierunkowego. W przypadku wystąpienia niedoboru prądu wytworzonego przez panele fotowoltaiczne jest on zaspokajany prądem z sieci. W wybranych okresach różnica pomiędzy energią wprowadzoną do sieci a tą zużytą jest rozliczana przez naszego dostawcę prądu.