Kategorie
Fotowoltaika

Fotowoltaika – wykorzystanie energii słonecznej

Całkowita ilość energii słonecznej padająca na Ziemię znacznie przekracza obecne i przewidywane zapotrzebowanie na energię na świecie. Oczekuje się, że w XXI wieku energia słoneczna, a co za tym idzie, fotowoltaika, stanie się coraz bardziej atrakcyjna jako odnawialne źródło energii ze względu na jej niewyczerpane zasoby i niezanieczyszczający charakter, w przeciwieństwie do skończonych paliw kopalnych takich jak węgiel, ropa naftowa, gaz ziemny.

Systemy fotowoltaiczne

Energia słoneczna fotowoltaiczna pozyskiwana jest poprzez zamianę światła słonecznego na energię elektryczną za pomocą technologii opartej na efekcie fotoelektrycznym. Jest to rodzaj energii odnawialnej, niewyczerpanej i niezanieczyszczającej środowiska, która może być wytwarzana w instalacjach od małych generatorów na własny użytek po duże elektrownie fotowoltaiczne. W takich ognikach małe napięcie elektryczne jest generowane, gdy światło uderza w złącze między metalem a półprzewodnikiem (krzem) lub złącze między dwoma różnymi półprzewodnikami.

Czym jest energia fotowoltaiczna i jak działa?

Energia słoneczna fotowoltaiczna to czyste, odnawialne źródło energii, które wykorzystuje promieniowanie słoneczne do produkcji energii elektrycznej. Opiera się na tzw. efekcie fotoelektrycznym, dzięki któremu pewne materiały są w stanie pochłaniać fotony (cząstki światła) i uwalniać elektrony, generując prąd elektryczny.

W tym celu stosuje się urządzenie półprzewodnikowe zwane ogniwem fotowoltaicznym , które może być wykonane z krzemu monokrystalicznego, polikrystalicznego lub amorficznego lub innych cienkowarstwowych materiałów półprzewodnikowych. Ogniwa wykonane z monokrystalicznego krzemu są otrzymywane z pojedynczego kryształu czystego krzemu i osiągają maksymalną wydajność średnio od 18% do 20%. Te wykonane z polikrystalicznego krzemu są wykonane w blokach z kilku kryształów, dzięki czemu są tańsze i mają średnią wydajność od 16% do 17,5%. Wreszcie, te wykonane z krzemu amorficznego mają nieuporządkowaną sieć krystaliczną, co prowadzi do niższej wydajności (średnia wydajność między 8% a 9%), ale także do niższej ceny.

Rodzaje instalacji fotowoltaicznych

Istnieją dwa rodzaje elektrowni fotowoltaicznych: te, które są podłączone do sieci i te, które nie są. W ramach pierwszego istnieją dwie podklasy:

  • Elektrownie fotowoltaiczne: cała energia wytwarzana przez panele trafia do sieci elektrycznej.
  • Generator z własnym zużyciem: część wytworzonej energii elektrycznej jest zużywana przez producenta (na przykład w mieszkaniu), a reszta jest odprowadzana do sieci. Dodatkowo producent pobiera z sieci energię potrzebną do zaspokojenia swoich potrzeb, gdy jednostka nie dostarcza wystarczającej ilości.

Te instalacje podłączone do sieci mają trzy podstawowe elementy:

  • Panele fotowoltaiczne: są to grupy ogniw fotowoltaicznych zamontowanych między warstwami krzemu, które wychwytują promieniowanie słoneczne i przekształcają światło (fotony) w energię elektryczną (elektrony).
  • Falowniki: przetwarzają stały prąd elektryczny wytwarzany przez panele na prąd zmienny, odpowiedni do zużycia.
  • Transformatory: prąd przemienny generowany przez inwertery jest niskonapięciowy (380-800 V), więc transformator służy do podniesienia go do średniego napięcia (do 36 kV).

Obiekty poza siecią działają izolacji i często znajdują się w odległych lokalizacjach i na farmach, aby sprostać wymaganiom oświetleniowym, wspierać telekomunikację i uruchamiać pompy w systemach nawadniających. Te izolowane rośliny wymagają do funkcjonowania dwóch dodatkowych elementów:

  • Baterie: aby przechowywać energię wytworzoną przez panele, która nie jest używana podczas jej wytwarzania, zmagazynowana energia może być następnie wykorzystana w razie potrzeby.
  • Kontrolery: chronią akumulator przed przeładowaniem i zapobiegają nieefektywnemu użytkowaniu akumulatora.

Zalety fotowoltaiki

  • Jest to w 100% odnawialny, niewyczerpalny i niezanieczyszczający rodzaj energii , który nie zużywa paliw ani nie generuje odpadów, dlatego przyczynia się do zrównoważonego rozwoju.
  • Jest modułowy, dzięki czemu może być stosowany w instalacjach od ogromnych naziemnych elektrowni fotowoltaicznych po małe panele dachowe.
  • Umożliwia instalacje baterii do przechowywania nadmiaru energii elektrycznej, który można wykorzystać do późniejszego wykorzystania.
  • Jest to system szczególnie odpowiedni dla obszarów wiejskich lub odizolowanych, gdzie linie energetyczne nie są dostępne lub są trudne lub drogie w instalacji, lub dla obszarów geograficznych, które są nasłonecznione przez wiele godzin rocznie.
  • Przyczynia się do tworzenia zielonych miejsc pracy i pobudzania lokalnej gospodarki poprzez nowatorskie projekty.
Kategorie
Fotowoltaika

Fotowoltaika – zalety i wady

Panele słoneczne wykorzystują jeden z darmowych i potężnych zasobów natury: energię słoneczną. Panele słoneczne, znane również jako systemy fotowoltaiczne, przekształcają energię słoneczną w energie elektryczną, która za darmo może zasilić gospodarstwo domowe.

Czy warto zainwestować w fotowoltaikę?

Dzięki ciągłym udoskonaleniom technologii, panele słoneczne stają się coraz bardziej przystępne. Oprócz oczywiście korzyści dla środowiska, panele fotowoltaiczne pomagają obniżyć rachunki za prąd. Kwota, jaką możesz zaoszczędzić na rachunkach, zależy od tego, gdzie mieszkasz. Panele słoneczne mogą także zwiększyć wartość domu, ponieważ sprawiają, że dom jest bardziej energooszczędny. Na przestrzeni lat nastąpił niewielki wzrost liczby godzin słonecznych , co oznacza, że ​​możesz uzyskać coraz więcej z inwestycji w panele słoneczne

Zalety fotowoltaiki

  • Tańsze rachunki za prąd
  • Możliwość dofinansowania
  • Zmniejszenie swojego śladu węglowego – ekologiczność
  • Całoroczna wydajność
  • Niskie koszty utrzymania
  • Niezależność od zewnętrznego dostawcy energii

Wraz ze wzrostem ilości gadżetów elektrycznych rosną rachunki za media. Możesz obniżyć rachunki za energię elektryczną, instalując w domu fotowoltaikę. Energia produkowana przez panele słoneczne jest całkowicie darmowa, a nadwyżkę energii można zawsze przechowywać do wykorzystania w przyszłości lub wyeksportować z powrotem do sieci.

Przejście na energię słoneczną znacznie zmniejsza ślad węglowy, ponieważ jest to ekologiczne, odnawialne źródło energii. W przeciwieństwie do tradycyjnych generatorów energii elektrycznej, takich jak paliwa kopalne, węgiel i ropa, energia słoneczna nie uwalnia szkodliwego dwutlenku węgla (CO 2 ) ani innych zanieczyszczeń. 

Panele słoneczne mogą wydajnie pracować przez cały rok . Podczas gdy pracują optymalnie w słoneczne miesiące , wytwarzają również znaczną ilość energii elektrycznej w pochmurne dni oraz w okresie zimowym.

Panele słoneczne mają średnią żywotność 25-30 lat  i wymagają jedynie niewielkiej konserwacji w tych latach. Dobrej jakości falownik może wymagać wymiany co 10-15 lat, ale poza tym możesz cieszyć się korzyściami z energii słonecznej w normalnych warunkach. 

Wady fotowoltaiki

  • Wysokie koszty początkowe
  • Zależność od światła słonecznego
  • Wymagania dotyczące umieszczenia paneli słonecznych

Inwestowanie w panele słoneczne może być kosztowne. Ceny mogą zaczynać się od 15 tys. zł. Wysokie koszty konfiguracji mogą być dla niektórych trudne do spełnienia.

Panele słoneczne są zależne od światła słonecznego. Chociaż do pracy nie wymagają bezpośredniego światła słonecznego, tracą wydajność, jeśli nie są w pełni wystawione na działanie promieni słonecznych. Ponadto nie mogą wytwarzać energii w nocy i są mniej skuteczne podczas ciemnych zim.

Niewłaściwe umieszczenie paneli słonecznych może znacznie zmniejszyć efektywność wytwarzania energii elektrycznej. Jeśli mieszkasz na obszarze otoczonym dużymi budynkami lub wysokimi drzewami, wydajność Twoich paneli słonecznych będzie bardzo ograniczona.

Podsumowanie

Oprócz tego, że są przyjazne dla środowiska, ogniwa słoneczne zapewniają znaczne oszczędności na rachunkach za energię elektryczną. Chociaż panele słoneczne mają wady, długoterminowe korzyści z inwestowania w energię słoneczną znacznie przewyższają wady.