FOTOWOLTAIKA

Fotowoltaika to technologia polegająca na pozyskaniu energii słonecznej oraz konwersji tej energii na energię elektryczną, innymi słowy jest to wytwarzanie prądu elektrycznego z promieniowania słonecznego. Proces ten zachodzi w ogniwach fotowoltaicznych przy wykorzystaniu zjawiska efektu fotowoltaicznego.

Dofinansowania do fotowoltaiki

Obecnie można uzyskać dofinansowania do fotowoltaiki z Regionalnych Programów Operacyjnych, Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej, Wojewódzkich Funduszy Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej, oraz w niektórych gminach – o szczegóły należy pytać w urzędach danych miast lub gmin. W Banku Ochrony Środowiska dostępne są również preferencyjne kredyty, różniące się w poszczególnych województwach.

Trwają również prace nad doprecyzowaniem regulacji związanych ze sprzedażą energii do sieci, jak również nad programem dofinansowań do fotowoltaiki „Prosument”.

Dofinansowania do fotowoltaiki dostępne są również w niektórych krajach Unii Europejskiej.

JAK TO DZIAŁA ?

Podstawowym elementem instalacji fotowoltaicznej jest ogniwo fotowoltaiczne. Jest to półprzewodnik składający się z 2 warstw przedzielonych zaporą (złącze p-n). W jednej warstwie (warstwa n) jest nadmiar, a w drugiej niedobór (warstwa p) elektronów. Kiedy do ogniwa doprowadzimy niewielką ilość energii słonecznej (fotony) w miejscu złącza półprzewodników powstaje para nośników o przeciwnych ładunkach elektrycznych, które są rozdzielane przez pole elektryczne. Rozdzielenie ładunków powoduje powstania napięcia w ogniwie.

image001

Rys.1. Ogólna zasada funkcjonowania ogniwa fotowoltaicznego.

OGNIWA FOTOWOLTAICZNE

Ogniwo fotowoltaiczne (ogniwo PV) jest podstawowym elementem systemu fotowoltaicznego. Pojedyncze ogniwo produkuje pomiędzy 1 a 2 W. Ogniwa PV są zbyt kruche poprzez co nie mogą samodzielnie istnieć, dlatego łączy się je w większe jednostki. Dla uzyskania większych napięć lub prądów ogniwa łączone są szeregowo lub równolegle tworząc moduł fotowoltaiczny.

image002

Rys.2. Ogniwo fotowoltaiczne (źródło wikimedia.com)

Wyróżnia się ogniwa:

  • pierwszej generacji – produkowane na podstawie płytek krystalicznych (charakteryzują się najwyższą sprawnością),
  • drugiej generacji – produkowane metodą thin-film (cienkowarstwowa),
  • trzeciej generacji – zbudowane z dwóch lub więcej materiałów.

MODUŁY FOTOWOLTAICZNE:

Moduł fotowoltaiczny często nazywane bateriami słonecznymi to układ zlutowanych ogniw fotowoltaicznych połączonych w sposób szeregowy, równoległy lub szeregowo-równoległy, szczelnie zalaminowany, przykryty szybą hartowaną i oprawiony w ramę zazwyczaj wykonaną z aluminium, która gwarantuje wytrzymałość mechaniczną i upraszcza ich montaż.

image003

Rys.3. Polikrystaliczny moduł fotowoltaiczny.

SYSTEMY FOTOWOLTAICZNE

System fotowoltaiczny to instalacja wyposażona w niezbędną grupę urządzeń umożliwiającą wykorzystanie energii wyprodukowanej przez moduły fotowoltaiczne. Systemy fotowoltaiczne można podzielić na systemy autonomiczne (ang. off-grid) oraz na systemy dołączone do sieci energetycznej (ang. on-grid lub grid-connected) System autonomiczny jest to system, w którym urządzenia odbiorcze zasilane są bezpośrednio z paneli fotowoltaicznych. Stosowany w rozwiązaniach, gdy nie ma się dostępu do sieci (np. domek letniskowy).

Autonomiczny system fotowoltaiczny składa się z:

  • moduły fotowoltaiczne z zestawem montażowym,
  • akumulator – służy do magazynowania prądu z modułów fotowoltaicznych, dzięki czemu prąd może zostać wykorzystany kiedy moduły niepracują,
  • regulator ładowania – służy do ładowania akumulatorów odpowiednim napięciem oraz zapobiega przeładowaniu i całkowitemu rozładowaniu akumulatora,
  • falownik (inwerter) – to urządzenie elektroniczne sterujące pracą systemu fotowoltaicznego. Służy do zamiany wyprodukowanego prądu stałego na prąd zmienny,
  • przewody elektryczne – łączą wszystkie komponenty systemu.

image004

Rys.4. Autonomiczny system fotowoltaiczny (off-grid).

System fotowoltaiczny dołączany do sieci to system służący do komercyjnej produkcji energii elektrycznej sprzedawanej do sieci energetycznej. W systemie tym nie występuje magazynowanie energii (brak akumulatora), a co za tym idzie zmniejszenie kosztów systemu. Cała wyprodukowana energia jest oddawana do sieci.

System fotowoltaiczny dołączany do sieci składa się z:

  • modułów fotowoltaicznych z zestawem montażowym,
  • falownika (inwertera) – służy do zamiany prądu stałego na prąd zmienny o parametrach, które umożliwią zasilenie sieci elektroenergetycznej,
  • liczniki prądu – służą do nalicza prądu oddawanego do sieci i pobieranego z sieci,
  • przewody elektryczne – łączą wszystkie komponenty systemu.
  • zestaw montażowy

image005

Rys.5. System fotowoltaiczny dołączany do sieci energetycznej (on-grid).