Biblioteka

Zasada działania ogniw fotowoltaicznych

Dodano: wtorek, 23 lutego 2016 13:59

Zestawy (baterie) zwane panelami fotowoltaicznymi (w skrócie PV) składają się z pojedynczych ogniw słonecznych, które produkują energię elektryczną. Ogniwo, np. zbudowane na bazie krzemu, jest elementem półprzewodnikowym, tworzącym złącze typu p-n. Pod wpływem padającego nań promieniowania słonecznego (fotonów) powstaje siła elektromotoryczna, bo elektrony przemieszczają się do obszaru n, zaś tzw. dziury do obszaru p. Wynikiem tego ruchu ładunków jest powstanie różnicy potencjałów, a zatem prądu elektrycznego.

Pojedyncze ogniwo daje małe napięcie (ok. 0,5 V), dlatego dla uzyskania użytecznej wartości - łączy się je szeregowo i grupuje w panele. Żywotność układów fotowoltaicznych szacuje się na 20 lat.

Działanie instalacji PV opiera się na kilku zasadach.

  • Im intensywność promieniowania słonecznego jest większa, tym większe jest natężenie otrzymywanego prądu elektrycznego i ilość energii.
  • Zależnie od budowy ogniw, sprawność przemiany energii słonecznej w elektryczność waha się od kilku do ponad 20%. Ceny ogniw różnią się, dlatego najlepiej jest przeliczać cenę na uzyskiwaną moc elektryczną (zł/kW).
  • Panele PV wytwarzają prąd stały, więc trzeba go przetworzyć - przy pomocy falownika (inwertera) - na prąd przemienny, którym zasila się urządzenia domowe.
  • Po wyprodukowaniu przez panele PV energii elektrycznej i przetworzeniu przez falownik, najbardziej zalecanym działaniem jest jej spożytkowanie we własnym gospodarstwie domowym, czyli np. do zasilania oświetlenia, sprzętu AGD, ogrzania wody i budynku. Jeżeli mimo to pozostaje nadwyżka energii, lepszym rozwiązaniem, niż magazynowanie w akumulatorach, jest odsprzedaż do sieci dostawcy prądu. Do domowej sieci musi zatem zostać dodany specjalny licznik.

    Zgodnie z ustawą Prawo energetyczne po nowelizacji z 2013 r., dostawca energii elektrycznej ma obowiązek odkupić od nas jej nadmiar z instalacji PV, jeśli tylko moc naszego układu PV nie przekracza mocy przyłączeniowej dla naszego domu (w budynkach jednorodzinnych, moc przyłączeniowa wynosi przynajmniej 10 kW, a instalacje fotowoltaiczne mają do 5 kW). Do końca 2015 r. prąd odsprzedawano po niekorzystnej stawce - naliczano 80% giełdowej ceny energii w poprzednim roku i odejmowano opłaty za przesył. W efekcie za 1 kWh prądu dostarczonego do sieci sprzedawcy otrzymywali ok. 18 gr.

    W 2016 r. zaczyna obowiązywać ustawa o odnawialnych źródłach energii (OZE) i zgodnie z tzw. taryfami gwarantowanymi, użytkownicy nowych mikroinstalacji PV (do 5 kW) mogą uzyskiwać za odsprzedany do sieci prąd 75 gr/kWh, oczywiście pod warunkiem, że taryfy nie ulegną zmianie.

Lilianna Jampolska
fot. Lilianna Jampolska