Ogniwa fotowoltaiczne - działanie, rodzaje, zalety i wady

Ogniwo fotowoltaiczne - zasada działaniaOgniwa paneli fotowoltaicznych mają za zadanie pozyskiwać energię z promieni słonecznych (odnawialne źródło energii). Panele to płyty krzemowe, które przetwarzają energię słoneczną i zamieniają ją w energię elektryczną. Dzięki zastosowaniu fotowoltaiki można zadbać o środowisko naturalne, jak również znacząco obniżyć rachunki za prąd.

Bateria słoneczna to wiele ogniw połączonych w jedną obudowę. Bateria gromadzi prąd z ogniw, który jest następnie przesyłany dalej np.: do falownika (zamiana prądu stałego na zmienny), ogniwa generują prąd stały.

Budowa i działanie ogniw fotowoltaicznych

Ogniwo fotowoltaiczne zbudowane jest z dwóch płytek odpowiednio zmodyfikowanego krzemu (Si). Jeden nasycony został fosforem (jest to tzw. półprzewodnik domieszkowany typu N, krzem typu N), a drugi borem (półprzewodnik domieszkowany typu P, krzem typu P). Obydwie płytki posiadają elektrody, które łączą je w jeden obwód. Działanie ogniwa opiera się zatem na zasadzie  działania złącza p-n. Pod wpływem energii światła  (absorpcja promieniowania) następuje uwolnienie elektronów z wiązań - generowane są tzw. swobodne elektrony. Krzem typu N ma nadmiar elektronów, a krzem typu P ma ich niedosyt i wytwarza tzw. dziury. W dużym przybliżeniu można napisać, że obydwie warstwy wysyłają elektrony. Są one przechwytywane przez elektrody - w zamkniętym obwodzie zaczyna płynąć prąd. Reakcja zachodzi cały czas - zasadniczo (w obszarze pracy) im więcej energii świetlnej jest dostarczane, tym więcej elektronów płynie w obwodzie, co wiąże się oczywiście z przepływem prądu o wyższym natężeniu.

Rodzaje, zalety i wady ogniw fotowoltaicznych

  • Panele monokrystaliczne. Cechują się wysoką sprawnością, która waha się w granicach 14-19% i najwyższą żywotnością. Wykonane są z jednego monolitycznego kryształu krzemu. Ich kolor jest ciemny i jednolity. Posiadają kształt ośmiokąta, który pozwala nam zaoszczędzić materiał w trakcie produkcji. Panele te charakteryzują się także wyższą ceną na rynku.
  • Panele polikrystaliczne. Zbudowane są z ogniw fotowoltaicznych, na które wykorzystywana jest duża ilość kryształów krzemu. W przeciwieństwie do paneli monokrystalicznych, posiadają niebieski kolor i są niejednolite. W przypadku tych paneli najbardziej sprawdza się kształt kwadratu. Sprawność waha się w granicach 12-14%, a cena nie jest wysoka.
  • Panele z krzemu amorficznego. Posiadają one najniższą sprawność, która waha się w granicach 6-10%, a także bardzo niską cenę. Charakteryzują się jednolitym brązowym kolorem.
  • Możemy spotkać także panele cienkowarstwowe, które oparte są na:
    • a) tellurku kadmu CdTe - Mają cienką warstwę zaprojektowaną do absorpcji. Ich koszty są niższe w porównaniu do ogniw słonecznych wykonanych z krzemu. CdTe obecnie stanowią większość ogniw cienkowarstwowych.
    • b) CIS / CIGS - Wykonywane są głównie z miedzi, indu, galu i selenu. Ogniwa te mają ładny i atrakcyjny wygląd i wyższą wydajność.
Ocena: 5.0

Komentarze

Kozak
Moduły fotowoltaiczne narażone są na działanie czynników atmosferycznych , czyli będą ulegały zabrudzeniu, które ogranicza dostęp promieni słonecznych do ogniw. W dużym stopniu intensywny deszcz oczyści powierzchnię modułu, ale nie będzie on w pełni czysty. Można to łatwo sprawdzić przecierając moduł białą chusteczką lub palcem. Także problem zabrudzeń nie jest według mnie jakiś wielki, ale trzeba o to dbać. Instalacje fotowoltaiczne są według mnie coraz bardziej opłacalne, sam zdecydowałem się na zakup instalacji w zeszłym roku, zleciłem firmie Oze-biomar, wszystko przebiegło znakomicie. Według mnie warto brnąć w branże OZE