Czym jest ogniwo fotowoltaiczne i jak działa?

OGłOSZENIA

materiał partnera
2022-07-12 16:26
199

Zastanawiasz się nad wyborem paneli słonecznych? Przed instalacją warto sprawdzić, czym charakteryzuje się ogniwo fotowoltaiczne i w jaki sposób funkcjonuje. W tym poradniku znajdziesz najważniejsze informacje.

Ogniwo fotowoltaiczne – budowa i zasada działania

Mowa tu o głównym elemencie panelu słonecznego. Ogniwo fotowoltaiczne to półprzewodnik, który przetwarza energię z promieni słonecznych na prąd elektryczny. Proces ten jest możliwy dzięki zjawisku fotowoltaicznemu, które zachodzi, gdy promienie słoneczne padają na ogniwa fotowoltaiczne. Takie działanie jest możliwe dzięki zastosowaniu krzemu, selenu i germanu w produkcji półprzewodników.

Ogniwo działa w dosyć prosty sposób. Składa się z warstw półprzewodników typu p i typu in oraz warstwy zaporowej, która je rozdziela. W półprzewodniku typu p znajdują się dziury elektronowe. Natomiast w półprzewodniku typu n jest nadmiar elektronów. Energia słoneczna uwalnia elektrony z warstwy zaporowej, a te przemieszczają się do warstwy n. Podczas tego procesu powstaje napięcie elektryczne.

Budowa paneli słonecznych

Konstrukcja paneli słonecznych obejmuje szkło hartowane, a pod nim znajduje się warstwa folii. Kolejne elementy to ogniwa fotowoltaiczne, a pod nimi ponownie umieszcza się folię. Niżej znajduje się warstwa spodnia oraz puszka przyłączeniowa. Zazwyczaj górna elektroda jest ujemna, a dolna dodatnia.

Warto nadmienić, że ogniwa wykonywane są z różnych materiałów i przy wykorzystaniu wielu technologii. Ponadto fotowoltaika bardzo szybko się rozwija. Specjaliści stale pracują nad poprawą sprawności i szukają rozwiązań na efektywniejsze przetwarzanie energii słonecznej oraz obniżenie kosztów produkcji.

Wśród ogniw pierwszej generacji wyróżniamy droższe, lecz wydajne ogniwa monokrystaliczne oraz mniej wydajne polikrystaliczne. Drugą generację reprezentują ogniwa cienkowarstwowe wykonane z krzemu amorficznego, mieszanki miedzi, galu, selenu i indu. Warto zaznaczyć, że trwają pracę nad kolejnymi technologiami. Jednym z pomysłów są barwnikowe konstrukcje, które nie mają warstwy krzemu. Ich bazę stanowi barwnik, który umieszcza się na szkle fotowoltaicznym.

Ogniwa fotowoltaiczne – zastosowanie

Dziś te nowoczesne konstrukcje cieszą się niesłabnącą popularnością. Przede wszystkim instalacje coraz częściej wykonuje się przy domach jednorodzinnych. W akumulatory wyposażone są również kampery, przyczepy kempingowe i pola namiotowe. Baterie fotowoltaiczne stosuje się także w elektronice użytkowej. Znaleźć je można w zegarkach, kalkulatorach czy lampach ogrodowych.

Na tym jednak nie koniec, gdyż ogniwa fotowoltaiczne znalazły zastosowanie nawet w technologiach kosmicznych i zasilają elektronikę promów, stacji orbitalnych czy sztucznych satelitów. Ponadto sprawdzają się doskonale w elektrowniach słonecznych, a także przy zasilaniu układów w stacjach pomiarowo-rozliczeniowych ropy naftowej, gazu ziemnego czy energii elektrycznej. A to tylko niektóre spośród wielu zastosowań.