Fotowoltaika to dziedzina nauki i technologii zajmująca się przekształcaniem energii świetlnej w energię elektryczną. Proces ten jest możliwy dzięki użyciu ogniw fotowoltaicznych, które są podstawowymi komponentami systemów PV. W tym artykule nie tylko wyjaśnimy, czym jest ogniwo słoneczne, ale przedstawimy także całą panoramę tych elementów, dostępnych obecnie na rynku. Jeśli zastanawiasz się więc, jakie panele fotowoltaiczne wybrać, to zapraszamy do lektury.
Słońce jako źródło energii
Fotowoltaika jest nauką i technologią, która koncentruje się na przekształcaniu światła słonecznego w energię elektryczną za pomocą ogniw fotowoltaicznych. Te małe, ale niezwykle ważne elementy są odpowiedzialne za rewolucję w pozyskiwaniu energii ze Słońca. Ogniwo fotowoltaiczne, znane również jako ogniwo słoneczne, zbudowane jest z półprzewodników, takich jak krzem, który pochłania fotony światła słonecznego i generuje strumień elektronów, tworząc w ten sposób prąd elektryczny.
Ogniwa fotowoltaiczne zostały wynalezione w 1839 roku przez francuskiego fizyka Alexandra-Edmonda Becquerela. Becquerel odkrył efekt fotowoltaiczny, kiedy pracował z elektrochemicznymi komórkami słonecznymi. Jego badania polegały na eksperymentach z oświetleniem elektrody światłem słonecznym, co doprowadziło do wytworzenia niewielkiego ładunku prądu elektrycznego.
Rodzaje ogniw fotowoltaicznych były tematem wielu późniejszych prac badawczych. To odkrycie otworzyło drogę do dalszych badań nad przekształcaniem energii świetlnej w energię elektryczną i rozwoju technologii systemów fotowoltaicznych.
W latach następnych, szczególnie w XX wieku, badacze i inżynierowie kontynuowali prace nad rozwojem i ulepszaniem ogniw słonecznych. W 1954 roku amerykańska firma Bell Laboratories zaprezentowała pierwsze praktyczne ogniwo fotowoltaiczne oparte na krzemie. Ogniwko krzemowe (ang. silicon solar cell), stało się prekursorem współczesnych technologii fotowoltaicznych. Wraz z biegiem lat urządzenia były udoskonalane, co przyczyniło się wręcz do dynamicznego rozwoju tej dziedziny.
Rodzaje ogniw fotowoltaicznych
Ogniwa fotowoltaiczne można podzielić ze względu na ich konstrukcję. Krzem, a więc kryształ, z jakiego są wykonane, może przybierać różne postacie. Wykorzystuje się kryształy zarówno mono-, jak i polikrystaliczne.
Ogniwa monokrystaliczne
Ogniwa monokrystaliczne charakteryzują się jednolitą strukturą krystaliczną. Dzięki temu są bardziej efektywne niż ich odpowiedniki polikrystaliczne. Chociaż są nieco droższe, oferują wyższą sprawność konwersji energii słonecznej na elektryczną.
Ogniwa polikrystaliczne
Ogniwa polikrystaliczne, jak sama nazwa wskazuje, wytwarza się z wielu kryształów krzemu. Choć są mniej efektywne niż ogniwa monokrystaliczne, wciąż stanowią atrakcyjną opcję dla tych, którzy szukają rozwiązania przyjaznego dla portfela.
Panele amorficzne
Panele amorficzne, znane również jako panele cienkowarstwowe, są elastyczną alternatywą. Cienkie warstwy półprzewodników sprawiają, że można je stosować w różnych miejscach, nawet tam, gdzie tradycyjne panele byłyby niepraktyczne. Ich efektywność bywa niższa, ale mimo to od niedawna zyskują na wszechstronności. W procesie technologicznym cienka warstwa alotropowego krzemu (o grubości 0,5-1 μm) nanoszona jest na szkło lub inne podłoże.
Panele amorficzne wyróżniają się szybkim i tanim procesem produkcji, wynikającym z niewielkiej ilości wykorzystanego półprzewodnika oraz niskiego zużycia energii. Jednakże jedną z wad tego rodzaju ogniw jest ich stosunkowo niska sprawność. Pomimo tych ograniczeń, rozwój technologii ogniw amorficznych stanowi obszar intensywnych badań, mających na celu poprawę ich efektywności i zwiększenie konkurencyjności na rynku fotowoltaicznym.
Jakie panele fotowoltaiczne wybrać?
Decyzja o wyborze rodzaju paneli fotowoltaicznych zależy od wielu czynników, takich jak budżet, dostępność miejsca na instalację czy poziom efektywności. Ogniwa monokrystaliczne są doskonałe dla tych, którzy cenią sobie maksymalną wydajność, podczas gdy ogniwa polikrystaliczne mogą być idealne dla osób, które szukają bardziej ekonomicznego rozwiązania. Rodzaje ogniw fotowoltaicznych to kluczowy aspekt podczas podejmowania decyzji o instalacji tego systemu.
Wiesz już, czym różnią się panele monokrystaliczne a polikrystaliczne. Więc przyszła pora na pytanie, jakie panele fotowoltaiczne wybrać? To zależy od Twoich indywidualnych potrzeb i warunków. Ogniwa monokrystaliczne oferują efektywność, ogniwa polikrystaliczne są bardziej przyjazne dla portfela, a panele amorficzne mogą być odpowiedzią na nietypowe wyzwania instalacyjne.
Warto wspomnieć, że fotowoltaika jest ważnym elementem koncepcji energetyki rozproszonej. Instalacje fotowoltaiczne na dachach domów, firm czy na obszarach wiejskich pozwalają na produkowanie energii blisko miejsca jej zużycia, co z kolei redukuje straty związane z transportem energii przez długie dystanse. To podejście przyczynia się do zwiększenia niezależności energetycznej społeczności oraz zminimalizowania negatywnego wpływu na środowisko. Rozważając, jakie panele fotowoltaiczne wybrać, warto uwzględnić nie tylko aspekty ekonomiczne, lecz także wpływ na lokalne społeczności i środowisko.
Pewne jest jedno – systemy PV nie tylko dostarczają nam czystej energii, ale także otwierają przed nami perspektywy energetyki przyszłości. Odgrywają istotną rolę w transformacji energetycznej, przyczyniając się do redukcji emisji gazów cieplarnianych i promując zrównoważony rozwój. W przyszłości technologie te będą prawdopodobnie jeszcze efektywniejsze i powszechniejsze, co może prowadzić do znacznego wzrostu ich roli w pozyskiwaniu tzw. zielonej energii.
