Jak zbudowany jest panel fotowoltaiczny? Moduł PV od A do Z

Instalacje fotowoltaiczne to rozwiązanie, które cieszy się coraz większą popularnością wśród wielu gospodarstw domowych, firm oraz innych miejsc, gdzie wykorzystuje się energię elektryczną. Tego typu mikroinstalacja składa się z wielu istotnych elementów, ale z pewnością najważniejsze są w tym przypadku panele fotowoltaiczne, dzięki którym możliwe jest produkowanie energii elektrycznej z promieniowania słonecznego. Budowa oraz działanie paneli fotowoltaicznych nie są zbyt skomplikowane, jednak warto wiedzieć, z jakich elementów się one składają oraz w jaki sposób zachodzi proces produkcji energii elektrycznej z promieniowania słonecznego za ich pomocą.

Jak zbudowany jest panel fotowoltaiczny?

Panele fotowoltaiczne to podstawowy element każdej mikroinstalacji fotowoltaicznej, który  odpowiada za przemianę promieniowania słonecznego na energię elektryczną. Panele tego typu mogą występować w różnych wersjach i mogą być również zbudowane w nieco odmienny sposób. Mimo tego zasada działania paneli fotowoltaicznych oraz cel ich stosowania w każdym przypadku jest taki sam.

Podstawowym elementem każdego panelu fotowoltaicznego są oczywiście ogniwa fotowoltaiczne. To właśnie te elementy odpowiadają w bezpośredni sposób za proces przemiany energii słonecznej w energię elektryczną. Jeden panel fotowoltaiczny składa się zazwyczaj z kilkudziesięciu ogniw fotowoltaicznych o wielkości około 15 x 15 cm, które ułożone są w równych odstępach na całej jego powierzchni, i połączone w sposób szeregowy lub równoległy. Do budowy ogniw fotowoltaicznych wykorzystuje się najczęściej krzem, który jest pierwiastkiem o właściwościach półprzewodnikowych, przez co idealnie sprawdza się w takim zastosowaniu. Krzem stosowany jest w ogniwach fotowoltaicznych w postaci płytek monokrystalicznych lub polikrystalicznych.

Rodzaje modułów

Moduły monokrystaliczne to droższe, ale także wydajniejsze rozwiązanie. Ich sprawność szacuje się na około 19 – 20%, ale zdarzają się także modele o sprawności sięgającej 25%, jednak ich cena jest dużo większa. Wydajność działania tego typu ogniw jest większa niż modułów polikrystalicznych, ponieważ proces powstawania energii elektrycznej zachodzi wewnątrz pojedynczych kryształów stanowiących poszczególne ogniwa. Ponadto moduły monokrystaliczne charakteryzują się również wyższym stopniem czystości, co również sprzyja większej wydajności.

Moduły polikrystaliczne osiągają zazwyczaj sprawność na poziomie 15 – 16%, czasami jest to nawet 19%. Mają one charakterystyczną niebieską barwę i z racji niższej sprawności są tańsze od modułów monokrystalicznych. Z tego też względu chcąc stworzyć instalację fotowoltaiczną z tego typu modułów, konieczne będzie zastosowanie większej ilości paneli w celu uzyskania tej samej mocy instalacji, niż w przypadku modułów monokrystalicznych. Z tego też względu panele tego typu sprawdzą się tam, gdzie powierzchnia, na jakiej mogą być zamontowane, nie jest mocno ograniczona.

Oprócz samych ogniw fotowoltaicznych panele posiadają również warstwę szkła i tworzyw sztucznych, których zadaniem jest ochrona ogniw przed uszkodzeniami, wilgocią, zabrudzeniami czy też izolowanie elementów elektroniki znajdujących się w panelach. Same ogniwa krystaliczne zabezpieczone są także folią EVA lub POV, natomiast ogniwa cienkowarstwowe mają często podkład z folii ochronnej PVB. Tafla wytrzymałego szkła zabezpiecza skutecznie ogniwa przed uszkodzeniami i innymi szkodliwymi czynnikami zewnętrznymi, a dodatkowo nie ogranicza światła, jakie dostaje się do ogniw, przez co mogą one pracować z optymalną wydajnością.

Jak działają panele fotowoltaiczne?

Produkowanie energii elektrycznej z promieniowania słonecznego jest możliwe dzięki pewnym zjawiskom fizycznym, które zachodzą w ogniwach fotowoltaicznych, wystawionych na działanie światła słonecznego. Zjawisko to nazywane jest efektem fotowoltaicznym, który zachodzi w półprzewodniku, z jakiego stworzone są ogniwa fotowoltaiczne. Skutkiem tej reakcji jest powstawanie nośników ładunku i tym samym produkowanie przez moduły prądu stałego, który w kolejnych etapach zamieniany jest na prąd zmienny, wykorzystywany w gospodarstwach domowych. Jest to rodzaj zjawiska fizycznego wewnętrznego, ponieważ zachodzi ono wewnątrz struktury danego materiału. W momencie, gdy do powierzchni ogniwa fotowoltaicznego dochodzą promienie słoneczne, elektrony znajdujące się w krysztale krzemu są wzbudzane przez strumień fotonów. W efekcie przechodzą one na kolejny poziom energetyczny i są wybijane. Ruch elektronów w strukturze danego materiału, w tym przypadku krzemu, sprawia, że powstaje różnica potencjałów, a to prowadzi do produkcji prądu stałego.

Chcesz wykonać instalację fotowoltaiczną na terenie Dolnego Śląska? Zachęcamy do kontaktu z naszymi przedstawicielami: +48 71 750 38 52.