Jak Działa Fotowoltaika?

jak działa fotowoltaika

Panele fotowoltaiczne przekształcają energię fotonów (cząstek światła) w elektryczność. Proces ten nazywa się efektem fotoelektrycznym. Kiedy foton uderza w ogniwo fotowoltaiczne, jego energia jest przenoszona z fotonu na lokalne elektrony w materiale. Te wzbudzone elektrony zaczynają płynąć, wytwarzając prąd elektryczny.

Ogniwa fotowoltaiczne wytwarzają prąd stały, który zwykle jest przetwarzany przez falownik na prąd przemienny. Dzięki temu można go odesłać z powrotem do sieci elektrycznej, która działa na prąd przemienny, a także do zasilania urządzeń w Twoim domu (w przypadku fotowoltaiki dla domu) lub w firmie (w przypadku fotowoltaiki dla firmy).

Jak działa fotowoltaika –  3 podstawowe etapy:

  1. Ogniwa fotowoltaiczne, z których zbudowane są panele fotowoltaiczne pochłaniają światło słoneczne, które powoduje przepływ prądu elektrycznego.
  2. Falownik przekształca prąd stały na prąd przemienny.
  3. Powstała energia elektryczna jest wykorzystywana do zaspokojenia bieżących potrzeb energetycznych w domu lub budynku komercyjnym, a nadwyżka energii elektrycznej przekraczająca bieżące potrzeby, jest eksportowana do sieci.

Co dzieje się z energią wytwarzaną przez system fotowoltaiczny?

Domy oraz budynki firmowe podłączone są do sieci elektrycznej. Pozwala im to wykorzystywać energię dostarczaną przez zakład energetyczny, kiedy potrzebują więcej niż produkuje instalacja fotowoltaiczna. Dzieje się tak np. w deszczowy dzień lub w nocy. Oznacza to również, że ilekroć własny system fotowoltaiczny wytwarza więcej, niż trzeba, nadwyżka energii może zostać wysłana do sieci w celu wykorzystania jej przez innych. 

Istnieją 3 sposoby na nadwyżki energii z paneli fotowoltaicznych

  1. dostosowanie domowego lub firmowego zużycia energii do produkcji energii ze słońca
  2. net-metering, czyli wprowadzanie nadwyżek energii do sieci elektroenergetycznej
  3. rzeczywiste magazynowanie energii np. w akumulatorach litowo-jonowych

Z czego składa się układ fotowoltaiczny?

Prosty system fotowoltaiczny zawiera dwa podstawowe typy komponentów:

  • Moduły fotowoltaiczne:

Moduły fotowoltaiczne zawierają ogniwa fotowoltaiczne, które przekształcają światło słoneczne w energię elektryczną.

  •  Falownik:

Falownik przetwarza prąd stały w prąd przemienny. Może również wykonywać inne funkcje, które są korzystne dla sieci elektrycznej.

Oczywiście jest to tylko podstawowy skład budowy instalacji fotowoltaicznej.

 

Jakie czynniki wpływają na wydajność fotowoltaiki?

Należy zauważyć, że proces wytwarzania energii elektrycznej z energii słonecznej nie jest w 100% wydajny. Czynniki środowiskowe – takie jak temperatura i zacienienie – a także straty w komponentach elektrycznych, mogą wpływać na wydajność systemu fotowoltaicznego, a tym samym na to jak działa fotowoltaika.

Typowe kategorie strat obejmują:

  • Temperatura: sprawność systemu fotowoltaicznego zmienia się w zależności od temperatury. Wysokie temperatury mają negatywny wpływ na wydajność.

 

  • Cieniowanie: cieniowanie jest przeszkodą dla napromieniowania spowodowaną drzewami, budynkami, terenem i innymi obiektami w otoczeniu. Wpływ zacienienia na moc wyjściową instalacji fotowoltaicznej jest bardzo zmienny. 

 

  • Okablowanie i połączenia: Rezystancja w połączeniach elektrycznych instalacji fotowoltaicznej zazwyczaj powoduje straty energii o kilka procent.

 

  • Niedopasowanie: ze względu na warianty produkcyjne moduły tego samego typu mogą mieć nieco inne właściwości elektryczne. To niedopasowanie między modułami może prowadzić do utraty wydajności.

 

  • Wydajność falownika: przetwarzanie prądu stałego na prąd przemienny za pomocą falownika jest zazwyczaj wydajne w około 96-97%. Falowniki mają zwykle wyższą wydajność, gdy moc wejściowa prądu stałego jest wysoka. 

 

  • Wiek: panele fotowoltaiczne wytwarzają mniej energii, im są starsze. Zazwyczaj zakłada się, że spadek wydajności wyniesie około 0,5% rocznie.

 

Powyższe współczynniki są łączone w współczynnik zwany współczynnikiem obniżenia wartości znamionowej systemu, który reprezentuje całkowite straty instalacji fotowoltaicznej. 

Jednak w zależności od projektu systemu lub warunków środowiskowych wartość ta może być wyższa lub niższa. Zaawansowane oprogramowanie do projektowania systemów słonecznych, może zapewnić dokładne określenie strat w systemie fotowoltaicznym i ilości energii, jaką wytworzy system fotowoltaiczny.

Wydajność modułu fotowoltaicznego oznacza, jaką część natężenia napromienienia moduł przekształca w energię elektryczną w standardowych warunkach testowych (natężenie napromienienia 1000 W/m2, temperatura otoczenia 25°C). Zasadniczo można oszacować wydajność systemu fotowoltaicznego w przekształcaniu natężenia napromienienia w energię elektryczną, stosując następujący wzór:

Ogólna wydajność systemu = wydajność modułu × współczynnik obniżenia

Mamy nadzieję, że dzięki powyższemu artykułowi rozumiesz już jak działa fotowoltaika. Jeśli masz więcej pytań lub zastanawiasz się czy fotowoltaika to odpowiednia inwestycja dla Twojego domu lub firmy, skontaktuj się z nami.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *

Wypełnij to pole
Wypełnij to pole
Proszę wpisać prawidłowy adres e-mail.
You need to agree with the terms to proceed