Oferta

Fotowoltaika to dziedzina nauki bardzo szybko rozwijająca się już w Polsce. Dzięki kolejnym programom wsparcia i dopłatą ze środków Unii Europejskiej staje się coraz bardzie przystępna dla każdego z nas. Fotowoltaika to określenie zaczerpnięte z angielskiego (Photovoltaic w skrócie PV).

Dziedzina ta zajmuje się niczym innym jak zagadnieniami związanymi z przetwarzaniem światła słonecznego z energię elektryczną , przez co jest jedną z najbardziej innowacyjnych i przyjaznych środowisku technologii.

Jak to działa?

Ogniwo fotowoltaiczne dział na zasadzie absorpcji promieniowania świetlnego, które dociera do półprzewodnika w czego efekcie generowane są pary dziura i elektron.

źródło: mojeopinie.pl

Ogniwo to płytka krzemowa a różne domieszki tworzą na niej dwie strefy N i P. I właśnie na granicy tych stref powstaje pole elektryczne. Foton który pada na płytkę krzemową może uwolnić elektron, który generuje równocześnie parę elektron-dziura. Następnie elektron kieruje się do łączenia NP, gdzie pole elektryczne kieruje go do strefy N. Pomiędzy blokami płytki N i P powstaje napięcie, a sama płytka- pod wpływem światła staje się generatorem prądu elektrycznego.
Zwykłe ogniwo słoneczne z krystalicznego krzemu ma napięcie nominalne 0,5V. Poprzez łączenie szeregowe ogniw tworzymy baterie słoneczną. Istnieją bateria z różna liczbą ogniw i o różnej sprawności.

Obecnie na rynku najbardziej popularne są technologie, polikrystaliczne, monokrystaliczne, amorficzne oraz cienkowarstwowe CIGS.

Nie ma technologii która by nie miała wad. Dlatego wybór konkretnej i jej zastosowanie wymaga szczegółowej analizy która powinna uwzględniać:

lokalizację inwestycji( w szczególności, położenie geograficzne, nasłonecznienie)
warunki zabudowy (instalacja dachowa, wolnostojąca) kierunek dachu , kat nachylenia, możliwości wystąpienia zacienienia
wykorzystanie energii słonecznej ( do własny potrzeb, na sprzedaż, system mieszany)
moc i trwałość
czas zwrotu inwestycji
sposób jej finansowania

Ciekawostka

Naukowcy wyliczyli że elektrownia słoneczna ( potocznie określana farmą fotowoltaiczną) o powierzchni 200km na 200km, zbudowana o średniej klasy sprzęt dostępny w sprzedaży, jest w stanie zaspokoić potrzeby energetyczne całego świata.
Rocznie do powierzchni polski dociera około 1000kwh/m2 energii słonecznej.
Obecnie wykorzystywana przez ludzi moc wynosi ok. 18 TW, co stanowi 0,02 % mocy energii słonecznej docierającej do powierzchni ziemi.
Roczne światowe zużycie energii odpowiada ok. 1 godzinie energii słonecznej docierającej do powierzchni ziemi.
W ciągu pół roku ze słońca do powierzchni Ziemi, dociera tyle energii, ile zawierają wszystkie złoża węgla, ropy, gazu i uranu.

Przy produkcji ogniw fotowoltaicznych wykorzystuje się głownie:

Krzem monokrystaliczny,
Panel zbudowany z krzemu monokrystalicznego charakteryzuje się wyższą ceną w przeliczeniu na wat mocy aniżeli ogniwa na bazie krzemu polikrystalicznego. Ogniwa te maja zazwyczaj kształt wielokąta w końcowym etapie, gdyż płytki krzemowe pozyskuje się z jednolitej sztaby krzemu w formie walca, pozyskanego metodą Bridgana czy też metodą Czochralskiego. Proces polega na powolnym wyciąganiu z roztopionego krzemu krystalicznego zarodka. Potem kryształ jest walcowany i cięty na paski o grubości około 0,3mm. By nie było strat materiałowych w pokryciu całego panela wycina się właśnie ośmiokąty by jak najlepiej wypełniały powierzchnie.
Sprawność 14-16%
Krzem polikrystaliczny
Panele polikrystaliczne, to najczęściej stosowana technologia. Łatwiejsza technologia produkcji wiąże się jednak z niższą wydajnością przy porównaniu z ogniwami monokrystalicznymi o tej samej powierzchni.

Ogniwa polikrystaliczne zawsze są kwadratami gdyż krzem do produkcji ogniwa polikrystalicznych krystalizuje się w prostopadłej kadzi, i to właśnie pozwala go ciąć na kwadratowe plastry.
Krzem amorficzny i jego stopy
Produkcja krzemu amorficznego jest jedna z najtańszych technologii PV. Proces polega na pokryciu danej powierzchni (np.: szkła lub elastycznej powierzchni) cienka warstwą krzemu sięgającą rzędu 2 mikronów. Ich budowa sprawia że nie są tak sprawne jak panele poli- czy monokrystaliczne oraz nie można w nich wyróżnić pojedynczych ogniw. Technologia amorficzna charakteryzuje się dużą odpornością na wstrząsy i uderzenia. To powoduje że znajduje zastosowanie nie tylko w klasycznych modułach PV, ale przede wszystkim w modułach mobilnych przenośnych.
Sprawność 6-8%
Telurek kadmu
Jedną z nowszych odkryć w dziedzinie ogniw cienkowarstwowych są panele oparte o technologie CdTe. Związek ten bardzo dobrze absorbuje promienie słoneczne i dzięki temu dale możliwość zredukowania stosowania półprzewodników do minimum. Jednak należy zaważyć że stosowanie telurku kadmu jest o wiele droższe od jego krzemowego odpowiednika. Jednak redukowanie stosowania półprzewodników daje mu duże szanse zaistnieć na rynku.
Sprawność ok 12%
CIGS - mieszaniny Indu, Galu, Miedzi, Selenu
Technologia te nie jest jeszcze popularna w Polsce, lecz rozwija sie równie szybko jak CdTe. Ogniwa te wykonane są z mieszaniny półprzewodników takich jak: miedź ind gal selen. Ogniwa te są cienkie lekkie oraz bardziej elastyczne. Można je produkować również bez ram.
Sprawność 13-16 %

Trwają również prace na nowymi technologiami przetwarzania energii słonecznej. To ogniwa 3 generacji i może do nich zaliczyć:

ogniwa oparte o kropki kwantowe
ogniwa barwnikowe
ogniwa polimerowe(organiczne, DSSC)

Najbardziej zaawansowane prace są nad ogniwami DSSC oraz organicznymi z wykorzystaniem polimerów. Wielką zaletą ogniw III generacji są niskie koszty oraz prostota produkcji. Główną przeszkodą w ich popularyzacji jest niska sprawność oscylująca wokół kilku procent. Obecny udział w rynku ogniw III generacji nie przekracza 0.5%.
Kolejnym ważnym elementem systemu fotowoltaicznego sa inwertery- przetwornice.

Inwerter ( przetwornica, falownik) to urządzenie które zmienia prąd stały z generatora PV na prąd przemienny o parametrach prądu w sieci elektrycznej niskiego napięcia. Oprócz tego falowniki mają za zadanie:

kontrolować parametry sieci i ją monitorować,
optymalizować pracę generatora PV oraz zapisywać dane.

Mamy trzy podziały inwerterów:

w pierwszym podziale rozróżniamy inwertery:


Mikro - które współpracują z jednym panelem PV	Stringowe - współpracują z łańcuchami paneli PV od 1 do 30kW	Centralne - współpracują z całymi farmami PV, występują od mocach od100-1,6MW

w drugim podziale inwertery dzielimy na:


Transformatorowe - sa cięższe, wymagają uziemia, pracują z panelami cienkowarstwowymi, maja wysoką sprawność przy niski obciążeniu	Bez transformatorowe - sa lżejsze, maja większą sprawność, nie musza mieć uziemionej tablicy inwertera, są najbardziej popularne

w trzecim podziale inwertery dzielimy na:


Sieciowe - synchronizują się z siecią i mogą oddawać energie do sieci, nie lądują akumulatorów, wyłączają się jak nie ma napięcia w sieci	Wyspowe - nie synchronizują się z siecią, przez co nie mogą oddawać energii do sieci, mogą ładować akumulatory i kontrolują ich pracę, zasilają urządzenia w budynku korzystając z energii z paneli PV jak i akumulatorów

Większość z nas zadaje sobie pytanie, czy z każdego typy baterii uzyskam podobna ilość energii? Trzeba jednak wiedzieć że uzysk energii do sprawność nie mam znaczenia. Dla nas najważniejszym aspektem jest moc instalacji jaką chcemy posiadać. A wybranie paneli o wyższej sprawność sprawi że nasza instalacje będzie zajmowała mniej miejsca w porównaniu z tą samą instalacją o mniejszej sprawności. Jak wiemy to w przypadku instalacji dachowy ma bardzo duże znaczenie.