Fotowoltaika (PV) to technologia, która przekształca światło słoneczne bezpośrednio w energię elektryczną za pomocą paneli fotowoltaicznych. Kluczowym elementem są ogniwa fotowoltaiczne wykonane z materiałów półprzewodnikowych, takich jak krzem.
Proces działania:
- Absorpcja światła słonecznego:
- Promienie słoneczne padają na panel fotowoltaiczny, który składa się z wielu połączonych ogniw fotowoltaicznych.
- Światło słoneczne zawiera fotony, czyli cząsteczki energii.
- Generowanie nośników ładunku:
- W półprzewodnikowym materiale ogniwa fotowoltaicznego fotony przekazują swoją energię elektronom.
- Elektrony przechodzą ze stanu związania w atomie do stanu swobodnego, tworząc parę: swobodny elektron i dziurę elektronową.
- Powstawanie prądu elektrycznego:
- Dzięki wewnętrznemu polu elektrycznemu w ogniwie fotowoltaicznym, swobodne elektrony są kierowane do jednej strony ogniwa, a dziury do drugiej strony.
- Powstaje różnica potencjałów (napięcie elektryczne).
- Przesył energii:
- Elektrony przepływają przez zewnętrzny obwód, generując prąd elektryczny (prąd stały – DC).
- Energia ta może być bezpośrednio wykorzystana lub przekształcona w prąd zmienny (AC) za pomocą inwertera.
Główne elementy systemu fotowoltaicznego:
- Panele fotowoltaiczne: Przekształcają światło w prąd stały.
- Inwerter: Zamienia prąd stały (DC) na prąd zmienny (AC), który może zasilać urządzenia elektryczne.
- Magazyny energii (opcjonalne): Przechowują nadwyżki energii na późniejsze wykorzystanie.
- System montażowy: Umożliwia ustawienie paneli pod odpowiednim kątem.
- Licznik dwukierunkowy: Rejestruje ilość energii pobranej z sieci i oddanej do sieci.
Zalety fotowoltaiki:
- Czysta, odnawialna energia
- Niskie koszty eksploatacji
- Możliwość montażu na dachach, elewacjach budynków i na gruncie
Fotowoltaika stanowi kluczowy element transformacji energetycznej, umożliwiając produkcję ekologicznej energii elektrycznej na potrzeby gospodarstw domowych, przemysłu oraz sieci energetycznych.
