Jak powstaje prąd w ogniwie fotowoltaicznym?
Stale rosnące ceny prądu oraz coraz gorszy stan środowiska naturalnego sprawiają, że wielu ludzi sięga po bardziej opłacalne, a przy tym ekologiczne sposoby pozyskiwania energii. Najpopularniejszym z takich rozwiązań są panele słoneczne. Technologia ta cechuje się dużą wydajnością, a stosunkowo wysoki koszt jednorazowej inwestycji (łatwy do zmniejszenia dzięki chętnie przyznawanym dofinansowaniom) dość szybko się zwraca, prowadząc do znacznych oszczędności. Chociaż zalety te sprawiają, że panele fotowoltaiczne są dziś całkiem częstym widokiem, niewiele osób zdaje sobie sprawę z tego, jak właściwie działają. Zasada produkcji prądu z promieni słonecznych jest dość prosta.
Z jakich elementów składa się instalacja fotowoltaiczna?
Aby dowiedzieć się, jak działa fotowoltaika, warto przyjrzeć się elementom, z których zbudowane są takie instalacje. Należą do nich:
- Panele słoneczne – czyli podstawa całej instalacji. To one wystawione są na działanie promieniowania słonecznego i pobierają z niego energię.
- Falownik – zwany również inwerterem. To urządzenie, którego zadaniem jest zamiana stworzonego w panelach prądu stałego w prąd zmienny.
- Akumulator i przewody – które transportują przetworzoną przez falownik energię do domowej sieci elektrycznej i magazynują ją.
Prąd stały powstaje z promieni słonecznych dzięki panelom fotowoltaicznym.
Jak światło słoneczne zamienia się w prąd?
Panele słoneczne zbudowane są z małych krzemowych płytek, zwanych ogniwami fotowoltaicznymi. Składają się one z dwóch warstw: pierwszej z atomów o ładunku ujemnym (n) i drugiej z atomów o ładunku dodatnim (p). Pomiędzy nimi znajduje się warstwa atomów o ładunku obojętnym, zwana złączem p-n. Gdy na panele fotowoltaiczne pada światło słoneczne, ogniwa pobierają z niego energię, co zmusza do ruchu elektrony w warstwie n, zwiększając równocześnie zapotrzebowanie na nie w warstwie p. W ten sposób powstaje napięcie. Zamknięcie obwodu elektrycznego powoduje przepływ elektronów z warstwy n do warstwy p, tworząc w ten sposób prąd stały. Sieć elektryczna korzysta jednak z prądu zmiennego i dlatego właśnie potrzebny jest falownik, który przetworzy prąd stały w energię mogącą zasilić używane powszechnie domowe sprzęty.