Jak działa fotowoltaika? Poznaj tajniki paneli fotowoltaicznych i sposób ich funkcjonowania

 Jak działa fotowoltaika? Poznaj tajniki paneli fotowoltaicznych i sposób ich funkcjonowania
Autor Robert Gajewska
Robert Gajewska15.09.2023 | 5 min.

Coraz więcej osób decyduje się na montaż instalacji fotowoltaicznej w swoim domu lub firmie. Panele fotowoltaiczne pozwalają produkować prąd elektryczny ze słońca i obniżyć rachunki za energię. Jak działa fotowoltaika i jakie są zasady jej funkcjonowania? W niniejszym artykule wyjaśniamy krok po kroku tajniki tej technologii.

Jak działają panele fotowoltaiczne?

Panele fotowoltaiczne, potocznie nazywane panelami słonecznymi lub PV, przetwarzają energię promieniowania słonecznego bezpośrednio na prąd elektryczny. Odbywa się to w ogniwach fotowoltaicznych wykonanych najczęściej z krzemu, które pod wpływem światła słonecznego uwalniają elektrony i zachodzi zjawisko fotowoltaiczne. W efekcie powstaje prąd stały.

Budowa modułów fotowoltaicznych

Moduł fotowoltaiczny składa się z połączonych szeregowo ogniw fotowoltaicznych laminowanych między warstwami szkła z przodu i tyłu. Szkło chroni ogniwa przed wpływami atmosferycznymi. Od spodu zamocowana jest warstwa izolacji elektrycznej i ramki aluminiowej. Gotowe moduły montowane są w instalacjach fotowoltaicznych.

Główne elementy instalacji PV

  • Panele fotowoltaiczne
  • Falownik - zamienia prąd stały z paneli na prąd przemienny
  • Licznik energii - rejestruje produkcję i zużycie prądu
  • Okablowanie i zabezpieczenia

Zasada działania paneli PV wykorzystująca promieniowanie słoneczne

Promieniowanie słoneczne padające na panele fotowoltaiczne powoduje wzbudzenie elektronów w ogniwach PV i wytworzenie różnicy potencjałów elektrycznych na końcach ogniwa. Przepływ elektronów wywołany światłem słonecznym stanowi prąd elektryczny. Im większe natężenie promieniowania słonecznego, tym więcej wytwarzanej energii elektrycznej.

Wpływ nasłonecznienia i kąta padania promieni słonecznych

Najwięcej energii elektrycznej z fotowoltaiki uzyskujemy przy bezpośrednim nasłonecznieniu pod kątem prostym do paneli. Zacienienie znacząco ogranicza wydajność. Dlatego istotny jest dobry dobór miejsca montażu instalacji PV.

Jak prąd stały z paneli zamieniany jest na prąd przemienny?

Prąd stały wytwarzany w panelach PV musi zostać zamieniony na prąd przemienny zanim trafi do gniazdek elektrycznych. Służy do tego specjalne urządzenie - falownik (inwerter), który poprzez modulację szerokości impulsów zmienia prąd stały na przemienny o parametrach sieci energetycznej.

Podłączenie instalacji fotowoltaicznej do sieci elektrycznej

Poprzez falownik instalacja PV jest podłączona do wewnętrznej instalacji elektrycznej budynku i sieci energetycznej. Nadwyżki wyprodukowanej energii elektrycznej wpuszczane są do sieci dystrybucyjnej. W okresach gdy instalacja nie produkuje wystarczająco, energia pobierana jest z sieci.

Gdzie można zamontować instalację fotowoltaiczną?

 Jak działa fotowoltaika? Poznaj tajniki paneli fotowoltaicznych i sposób ich funkcjonowania

Instalacje fotowoltaiczne montuje się zazwyczaj na dachach budynków, gdzie mogą "łapać" jak najwięcej promieni słonecznych. Mogą to być dachy domów jednorodzinnych, budynków gospodarczych, magazynów, hal produkcyjnych itp. Coraz częściej stosuje się też montaż paneli wolnostojących na gruncie lub na specjalnych konstrukcjach.

Rodzaje montażu instalacji PV

  • Na dachach skośnych
  • Na dachach płaskich
  • Na elewacjach budynków
  • Na gruncie lub konstrukcjach wolnostojących

Ile energii elektrycznej można wyprodukować z 1kW mocy paneli?

W Polsce przy optymalnym ustawieniu paneli fotowoltaicznych o mocy 1 kW można rocznie wyprodukować około 900-1100 kWh energii elektrycznej. Wynik ten zależy od lokalizacji, nachylenia i usytuowania instalacji. Im więcej bezpośredniego nasłonecznienia, tym lepsza produkcja prądu z PV.

Kalkulatory do obliczania produkcji energii z PV

Do precyzyjnego oszacowania ilości prądu z instalacji fotowoltaicznej w danym miejscu służą specjalne kalkulatory dostępne na stronach producentów. Wprowadza się w nich dokładne dane lokalizacji, parametry paneli i inne zmienne.

Czy montaż instalacji fotowoltaicznej wymaga pozwolenia?

Montaż mikroinstalacji fotowoltaicznej o mocy do 50 kW nie wymaga pozwolenia na budowę, a jedynie zgłoszenia zamiaru wykonania robót w starostwie. Instalacje powyżej 50 kW wymagają uzyskania pozwolenia na budowę.

Procedura montażu instalacji PV

  1. Projekt instalacji
  2. Zgłoszenie w starostwie lub pozwolenie na budowę
  3. Montaż instalacji PV
  4. Zgłoszenie przyłączenia mikroinstalacji do sieci

Jakie są koszty montażu i zwrot z inwestycji w fotowoltaikę?

Średni koszt 1 kWp zainstalowanej mocy paneli fotowoltaicznych to obecnie 6500-7500 zł brutto. Do tego dochodzą koszty projektu, przyłączenia i inne. Zwrot z inwestycji w instalację PV następuje zwykle po ok. 7 latach przy obecnych cenach energii.

Montaż fotowoltaiki to inwestycja na lata, która pozwala zaoszczędzić na rachunkach za prąd i zyskać niezależność energetyczną. Mamy nadzieję, że ten artykuł wyjaśnił najważniejsze zasady jak działa fotowoltaika i przybliżył tajniki tej technologii.

Podsumowanie - jak działa fotowoltaika?

Instalacja fotowoltaiczna zamienia darmową energię słoneczną w prąd elektryczny wykorzystując zjawisko fotowoltaiczne w panelach PV. Promieniowanie słoneczne uwalnia elektrony w ogniwach fotowoltaicznych, powstaje różnica potencjałów i przepływ prądu stałego. Falownik zamienia go na prąd przemienny. Im więcej słońca, tym większa produkcja energii z PV. To ekologiczna inwestycja na lata oszczędności w rachunkach za prąd.

Najczęściej zadawane pytania

Moc instalacji należy dobrać do rocznego zużycia prądu w gospodarstwie domowym. Nadwyżki wprowadzane do sieci nie są opłacalne.

Należy wybierać sprawdzone marki paneli o wysokiej wydajności, np. Longi, Jinko, Canadia Solar. Ważna jest też odporność na trudne warunki pogodowe.

Idealnie nadaje się dobrze nasłoneczniony dach skierowany na południe pod kątem 30-45 stopni. Możliwy jest też montaż na gruncie, elewacji lub na konstrukcji.

Średnio za 1 kWp mocy zainstalowanych paneli PV trzeba zapłacić 6500-7500 zł brutto. Do tego dochodzą koszty dodatkowe.

Główne zalety to oszczędności na rachunkach za prąd, niezależność energetyczna i ochrona środowiska. Po ok. 7 latach następuje zwrot poniesionych kosztów.

5 Podobnych Artykułów:

  1. Ile kosztuje fotowoltaika w 2023? Sprawdź ceny paneli słonecznych i montażu instalacji PV
  2. Największe błędy podczas malowania ścian i sufitów. Jak ich uniknąć? porady specjalisty od farb
  3. Kalkulator doboru mocy i typu pompy ciepła online
  4. Fotowoltaika na gruncie - ile kosztuje montaż i instalacja? Panel PV na działce to opłacalne źródło energii
  5. Łazienka z wanną i prysznicem - jak urządzić idealną przestrzeń?
tagTagi
shareUdostępnij
Autor Robert Gajewska
Robert Gajewska

OZE, budownictwo i wykończenia to tematy, które mnie fascynują. Zapraszam na bloga, gdzie znajdziesz wiele praktycznych informacji i inspiracji w tych dziedzinach. 

Oceń artykuł
rating-fill
rating-fill
rating-fill
rating-fill
rating-fill
Ocena: 0.00 Liczba głosów: 0

Komentarze (0)

email
email

Polecane artykuły