Budowa i działanie instalacji fotowoltaicznych

Instalacja fotowoltaiczna, to stale zyskująca na popularności technologia wykorzystująca odnawialne źródło energii. Jej zakup powinien być poprzedzony analizą opłacalności, która pozwoli na dobranie instalacji o odpowiedniej mocy. Bierze się tu  pod uwagę między innymi bieżące i jeśli jest to konieczne prognozowane zużycie energii elektrycznej w obiekcie, ale także dostępność miejsca na dachu budynku lub na gruncie.  

Jakie są elementy instalacji fotowoltaicznej?

Instalacja fotowoltaiczna składa się z paneli fotowoltaicznych i inwertera, nazywanego też falownikiem, którego zadaniem jest przetworzenie wytwarzanego przez panele prądu stałego na prąd przemienny o parametrach takich jak prądu sieciowego. Do jej działania niezbędne jest również okablowanie, w tym kable i odpowiednie złącza solarne. Niektóre systemy fotowoltaiczne wyposażone są również w optymalizatory, które w odpowiednio skonfigurowanej instalacji zwiększają jej wydajność. Do zamontowania paneli na gruncie bądź dachu budynku potrzebny jest wytrzymały i odporny na korozję system montażowy. Ważnym elementem całego systemu fotowoltaicznego są też zabezpieczenia stało- i zmiennoprądowe, w tym ograniczniki przepięć oraz instalacja uziemiająca.  

Z czego zbudowane są panele fotowoltaiczne?

Istnieje kilka rodzajów paneli fotowoltaicznych np.: monokrystaliczne, polikrystaliczne, cienkowarstwowe i amorficzne. W ogniwach krystalicznych i amorficznych używany jest krzem z dodatkiem fosforu, selenu lub boru, a moduły cienkowarstwowe zawierają dwutlenek cyny lub siarczek kadmu. Panele zabezpieczane są laminowaną folią EVA i hartowaną szybą, które chronią konstrukcję przed wilgocią i promieniowaniem UV. Stosowane są również panele chronione z obu stron szkłem. Obecnie ze względu na koszty produkcji, sprawność ogniw, najbardziej rozpowszechnione są panele monokrystaliczne o mocach w zakresie 350 do 600 W, ale na rynku pojawiły się już panele mające nawet 800 Wp mocy. Te jednak ze względu na duże wymiary stworzone są przede wszystkim do zastosowań komercyjnych na dużych farmach fotowoltaicznych.

Jak działa fotowoltaika?

Ogniwa fotowoltaiczne zawierają pierwiastki chemiczne doprowadzające do zjawiska fotoemisji. W panelach znajduje się krzem, którego elektrony zostają wzbudzone pod wpływem działania promieni słonecznych dostarczających dodatkowy ładunek energii. Foton pochodzący z wiązek światła jest pochłaniany przez elektrony, które zaczynają się poruszać. Dzięki obecności złączy wykonanych z innych niż krzem pierwiastków, następuje różnica ich potencjałów i powstaje napięcie elektryczne. Panele połączone ze sobą tworzą łańcuchy. Napięcie elektryczne wytwarzane w takim łańcuchu przekazywane jest do falownika, który zamienia prąd stały na zmienny, czyli taki, który dostarczany jest do odbiorników energii elektrycznej.

Jaką instalację PV dobrać?

Decyzję o budowie instalacji fotowoltaicznej warto poprzedzić wykonaniem analizy opłacalności instalacji fotowoltaicznej. Obejmuje ona m.in. wyznaczenie zapotrzebowania na energię elektryczną w budynku, także w sytuacji planowanego wzrostu zużycia energii np. w wyniku zastosowania pompy ciepła, a także ocenę innych czynników, takich jak lokalizacja paneli, wybór systemu montażowego, zabezpieczeń elektrycznych i przeciwpożarowych. Należy pamiętać, że planowana do budowy instalacja o mocy zainstalowanej od 6,5 kW wymaga uzgodnienia z rzeczoznawcą ds. zabezpieczeń ppoż., pod względem zgodności z wymaganiami ochrony przeciwpożarowej.

Kupując instalację PV, warto skonsultować się z doradcą energetycznym, np. z firmą Nowa Energia Doradcy Energetyczni sp.j. z Katowic.