Jak działają panele słoneczne?

W przeciwieństwie do innych popularnych źródeł energii odnawialnej, fotowoltaika nie ogranicza się do wielkich elektrowni – jest też szeroko dostępna dla użytkowników indywidualnych. Jak zatem działa ta technologia?

Ogniwo słoneczne (będące częścią większego modułu) zawiera płytki wykonane z półprzewodnika. W 90% obecnie istniejących paneli, rolę tę spełnia krzem, który jest jednocześnie jednym z najczęściej występujących pierwiastków. Gdy promienie słoneczne uderzają w półprzewodnik, zostają pochłonięte i wybijają elektrony z ich miejsc. To właśnie ruch elektronów pomiędzy warstwami materiału powoduje powstanie napięcia elektrycznego. Prąd generowany przez panele to prąd stały, który musi zostać przetworzony na prąd zmienny, by dało się go używać w sieci elektrycznej (np w domu).

W taki sposób w czystą, darmową energię można zaopatrzyć całe budynki. Technologia ta, jak każda inna, nie jest jednak pozbawiona słabszych stron. Najbardziej oczywistą wydaje się być zależność od słońca. Prądu nie pozyskamy przecież w nocy, a przy zachmurzeniu wydajność paneli jest ograniczona. Warunki użytkowania instalacji fotowoltaicznej zależą również od przepisów w danym kraju. Te problemy można jednak zniwelować dzięki dobremu planowaniu – moc instalacji można przecież dobrać tak, by w zgodzie z regulacjami produkowała i odsyłała do sieci nadmiar energii, który można odebrać w nocy lub przy niesprzyjającej pogodzie.

Przyszłość zasili prąd ze Słońca

Fotowoltaika zapewnia dostęp do czystej i odnawialnej energii, której popularność rośnie z roku na rok. Biorąc pod uwagę stały rozwój tej technologii oraz szybki spadek cen, trend ten z pewnością utrzyma się w najbliższych latach. Emisje CO2, będące główną przyczyną zmian klimatu są obciążone ukrytym kosztem ogromnych problemów gospodarczych w przyszłości. Jeśli wliczylibyśmy go w obecną cenę energii ze źródeł nieodnawialnych okazałoby się, że energia odnawialna już teraz opłaca się znacznie bardziej.

Źródła:

https://www.energy.gov/eere/solar/articles/solar-photovoltaic-cell-basics

http://news.mit.edu/2018/explaining-dropping-solar-cost-1120

https://www.sandia.gov/~jytsao/Solar%20FAQs.pdf

http://archive.boston.com/news/science/articles/2005/09/05/how_much_energy_does_the_sun_produce/