Fotowoltaika

Słońce nie wystawia rachunków

Na dachu, gruncie a może na ścianie?

Rodzaje instalacji fotowoltaicznych

.

Elektrownie fotowoltaiczne pozwalają zamienić energię niesioną przez światło słoneczne na energię elektryczną. Innymi słowy – umożliwiają produkować prąd na własną rękę. W ciągu kilku ostatnich dekad systemy solarne uległy dynamicznej ewolucji.  Na początku proste, o niewielkiej mocy i sprawności, z czasem stały się bardziej złożone i wydajniejsze. Dziś stanowią niezwykle złożone, wyspecjalizowane systemy zarządzane przez inteligentne układy elektroniczne.  Możemy je podzielić ze względu na:

Sposób podłączenia:

  • systemy sieciowe – podłączone do zewnętrznej sieci elektroenergetycznej
  • systemy wyspowe – autonomiczne, wyposażone w magazyn energii
  • systemy hybrydowe – łączące cechy dwóch powyższych

Sposób montażu:

  • systemy dachowe – instalowane na różnego rodzaju dachach
  • systemy wolnostojące – instalowane na gruncie
  • BIPV – zintegrowane z elementami budynku np. elewacją

 

Systemy sieciowe

Elektrownie solarne podłączone do zewnętrznej sieci elektroenergetycznej są w Polsce najczęściej spotykanym rodzajem instalacji fotowoltaicznych. Zaletą systemu jest możliwość magazynowania nadwyżek wyprodukowanej energii w sieci. Do atutów zaliczyć należy ponadto stosunkowo niski koszt elektrowni. Jako wadę można wymienić automatyczne wyłączenie się elektrowni podczas przerwy w dostawie prądu z sieci zewnętrznej (np. podczas awarii). Jest to podyktowane względami bezpieczeństwa, ma zapobiec ewentualnemu porażeniu elektryków naprawiających usterkę.

Systemy wyspowe

Instalacje autonomiczne, nie podłączone do zewnętrznej sieci energetycznej. Systemy tego typu wyposażone są w magazyn energii. W ciągu dnia moduły PV produkują energię w ilości przekraczającej chwilowe zapotrzebowanie obiektu. Nadmiar energii kierowany jest do specjalnie przystosowanych akumulatorów. Nad ranem, wieczorem oraz w nocy, kiedy elektrownia solarna nie produkuje wystarczającej ilości prądu, energia pobierana jest z magazynu energii. Systemu tego typu są bardzo dobrą alternatywą w sytuacji, kiedy dostęp do zewnętrznej sieci elektroenergetycznej jest utrudniony bądź niemożliwy. Montuje się je często na schroniskach, kurortach, domkach letniskowych oraz działkowych.

Zamiana światła słonecznego na prąd

Jak to możliwe? Coś dla dociekliwych

Niewyczerpalna energia Słońca jest wykorzystywana przez ludzi na rozmaite sposoby od wieków. Już w starożytnej Grecji wynaleziono pierwszą soczewkę, której zadaniem było skupienie promienie słonecznych w jednym miejscu celem rozpalenia ognia. Starożytni Rzymianie wykorzystywali potencjał Słońca w łaźniach oraz przy ogrzewaniu domów. Ale co ma wspólnego Słońce z prądem? Początki fotowoltaiki – dziedziny nauki i techniki zajmującej się przetwarzaniem światła słonecznego na energię elektryczną – datuje się na pierwszą połowę XIX wieku. W roku 1839 młody francuski fizyk Aleksander Becquerel dokonał przełomowego odkrycia – zauważył, iż pod wpływem oświetlania elektrody możliwe jest wygenerowanie ładunku elektrycznego. Niespełna 70 lat później, w roku 1905 tematem zainteresował się nie kto inny jak Albert Einstein. Sformułował on teorię, wedle której każdy foton niesie ze sobą porcję energii (kwant). Przy zetknięciu z metalową powierzchnią cała energia fotonu przekazywana jest elektronom znajdującym się w metalowej powierzchni. Jeśli porcja energii jest dostatecznie duża – doprowadza do wyrwania elektronu. Za swoją teorię Einstein szybko otrzymał nagrodę Nobla. Bardzo duży wkład w rozwój fotowoltaiki miał wybitny polski chemik – Jan Czochralski. Opracował on metodę produkcji monokryształów krzemu – głównego składnika ogniw słonecznych. Rozwój fotowoltaiki przyspieszył znacząco w latach 50 ubiegłego stulecia za sprawą wyścigu kosmicznego. Ogniwa fotowoltaiczne montowane na satelitach świetnie poradziły sobie w surowych warunkach kosmosu. Ze względu na wysoką cenę i stosunkowo niską sprawność było to przez wiele lat główne oraz jedyne zastosowanie modułów. Sytuacja zaczęła zmieniać się na przełomie XX oraz XXI wieku. Badania nad technologią fotowoltaiczną przyniosły owoce. Dziś elektrownie solarne przestają być rzadkością i coraz częściej zasilają nasze domy w energię elektryczną z prostego powodu – to się opłaca.