Fotowoltaika – co to jest? Czy warto ją stosować? Jak Działa?

FOTOWOLTAIKA
Dziedzina nauki i techniki zajmująca się przetwarzaniem światła słonecznego na energię elektryczną, czyli inaczej wytwarzanie prądu elektrycznego z promieniowania słonecznego przy wykorzystaniu zjawiska fotowoltaicznego.

ZJAWISKO FOTOWOLTAICZNE
Zjawisko polegające na powstaniu siły elektromotorycznej w ciele stałym pod wpływem promieniowania słonecznego. Efekt fotowoltaiczny jest wykorzystywany w ogniwach fotowoltaicznych, czyli w urządzeniach które mają za zadanie produkcję energii elektrycznej bezpośrednio z promieniowania słonecznego.

OGNIWO FOTOWOLTAICZNE
Element półprzewodnikowy, w którym następuje przemiana energii promieniowania słonecznego w energię elektryczną w wyniku zjawiska fotowoltaicznego.

Podstawą działania ogniw fotowoltaicznych są półprzewodnikowe złącza typu p-n. Fotony posiadające energię większą niż szerokość przerwy energetycznej zostają zaabsorbowane przez elektrony walencyjne. W wyniku tego uaktywniają się cząstki elementarne i przechodzą z pasma walencyjnego do pasma przewodzenia. Zaabsorbowane fotony najczęściej generują tylko jedną parę nośników – dziurę oraz elektron. Zdarzają się sytuacje, w których wysokoenergetyczny foton generuje więcej niż jedną parę nośników oraz, że większa ilość fotonów niskoenergetycznych generuje tylko jedną parę nośników ładunków.

W wyniku omówionych zjawisk na całym obszarze ogniwa tworzy się nadmiar nośników ładunków. Pole elektryczne złącza rozdziela elektrony znajdujące się w półprzewodniku p oraz dziury występujące w półprzewodniku n, a następnie przesuwa nośniki różnych rodzajów w różne strony. I tak elektrony trafiają do obszaru n, a dziury do obszaru p, co skutkuje pojawieniem się różnicy potencjałów, czyli powstaniem napięcia elektrycznego. To zjawisko nosi nazwę efektu fotowoltaicznego. Jeżeli do obu kontaktów p i n doprowadzimy obciążenie, wówczas popłynie prąd. Zjawisko efektu fotowoltaicznego wykorzystywane jest w fotoogniwach.

Ogniwa fotowoltaiczne łączone szeregowo, odpowiednio zabezpieczone i umieszczone w obudowie tworzą moduł fotowoltaiczny, czyli urządzenie służące do bezpośredniej zamiany energii promieniowania słonecznego na energię elektryczną w postaci prądu stałego DC. Taka instalacja może znajdować się na dachu, żeby zapewnić najlepszy efekt przez cały rok.

Aby korzystać z prądu wytworzonego z instalacji fotowoltaicznych konieczne jest wyposażenie systemu w inwerter solarny (falownik).
Ale o tym już w kolejnym wpisie, który poświęcimy w pełni funkcji i działaniu inwertera. Znajdziesz tam szczegółowe informacje.