panele fotowoltaiczne na dachu

Panele fotowoltaiczne – jak to działa?

Największym i najpotężniejszym źródłem energii, która występuje na Ziemi jest słońce. Do atmosfery ziemskiej dociera energia promieniowania słonecznego o wartości 173.000 TW [terawatów] (173.000.000.000.000.000 W [watów]), z czego połowa przedostaje się przez ziemską atmosferę i dociera do powierzchni Ziemi. Wartość ta wielokrotnie przekracza zapotrzebowanie energetyczne ziemskiej populacji. W ciągu jednej godziny dociera do nas więcej energii ze Słońca niż zużywa cała populacja Ziemi w ciągu jednego roku. Jak możemy wykorzystać tą praktycznie nieskończoną, czystą energię? Zadaniem modułów fotowoltaicznych jest przetworzenie docierającej do naszej planety energii słonecznej na wykorzystywaną przez ludzkość energię elektryczną.

Moduły fotowoltaiczne składają się z połączonych ze sobą ogniw fotowoltaicznych (fotoogniw), które umożliwiają przemianę energii promieniowania słonecznego na energię elektryczną. Najbardziej powszechnie wykorzystywanym materiałem do produkcji ogniw fotowoltaicznych jest krzem, obficie występujący w naturalnym środowisku naszej planety. Jego półprzewodnikowe właściwości fizyczne umożliwiają wytwarzanie prądu stałego w momencie, gdy do powierzchni modułu fotowoltaicznego docierają promienie słoneczne. Fotony (elementarne jednostki światła) padające na ogniwo fotowoltaiczne są pochłaniane przez płytkę krzemową znajdującą w ogniwie. W rezultacie, elektrony znajdujące się w strukturze krzemu wybijane są ze swoich pozycji, a ruch ten to przepływ prądu elektrycznego.

O technologii fotowoltaicznej

Technologia fotowoltaiczna znana jest ludzkości od XIX wieku, kiedy to francuski fizyk Alexandre Edmond Becquerel odkrył zjawisko efektu fotowoltaicznego i w 1839 roku stworzył pierwsze ogniwo fotowoltaiczne. Stale wzrastające zapotrzebowanie ludzkości na energię elektryczną wraz z ograniczonymi zasobami nieodnawialnych źródeł energii spowodowały dynamiczny rozwój fotowoltaiki. W samym 2017 roku zainstalowano na świecie elektrownie fotowoltaiczne o łącznej mocy ok. 94.6 GW [gigawatów] (94.600.000.000 W). Dla porównania, do pokrycia rocznego zapotrzebowania na prąd przeciętnego domu jednorodzinnego w Polsce wystarczy instalacja fotowoltaiczna o mocy w przedziale od 5 do 10 kW [kilowatów] (5.000 do 10.000 W).

Zastosowanie paneli fotowoltaicznych

Panele fotowoltaiczne mogą być wykorzystywane wszędzie tam, gdzie zachodzi potrzeba wykorzystania energii elektrycznej. Są powszechnie instalowane na budynkach mieszkalnych, budynkach gospodarczych, budynkach przedsiębiorstw, budynkach jednostek samorządów terytorialnych, ale również na gruncie, do zasilania infrastruktury drogowej lub nawet do wytwarzania energii na statkach. Ze względu na swoje właściwości fotowoltaika może zapewnić produkcję prądu wystarczającą na pokrycie zapotrzebowania danego budynku, ale jest równie popularna w zakresie działalności inwestycyjnej, kiedy to wyprodukowaną energię elektryczną sprzedaje się wybranym podmiotom w celach zarobkowych.