Jak działa panel fotowoltaiczny? Energia ze słońca

Dla wielu osób to, jak działa panel fotowoltaiczny jest niczym element wiedzy tajemnej. W istocie jednak solary opierają swoją funkcjonalność na prostych zasadach. Wykorzystanie energii ze słońca stało się możliwe przede wszystkim dzięki rozwojowi technologii. Swoją rolę w tym procesie odegrało jednak również rosnące zapotrzebowanie na „zielone” źródła elektryczności, które nie wymagają emisji gazów cieplarnianych. W jaki sposób fizyka i natura umożliwiły nam pozyskiwanie energii elektrycznej ze słońca. Czyli innymi słowy - jak działa panel fotowoltaiczny?

Działanie instalacji fotowoltaicznej: elementy niezbędne do pozyskania elektryczności ze słońca

W pełni funkcjonalna i efektywna instalacja fotowoltaiczna jest dość złożoną konstrukcją. Do jej działania nie wystarczą bowiem jedynie panele słoneczne. W istocie najważniejszym elementem całej instalacji jest tak zwany falownik - zwany również inaczej inwerterem solarnym. To właśnie on jest odpowiedzialny za przekształcanie pozyskanej ze słońca energii w prąd zmienny, który trafia później do naszych gniazdek. Zanim jednak ta energia dotrze do inwertera, musi zostać zgromadzona i ukierunkowana. Proces ten rozpoczyna się w chwili, gdy promienie słońca zderzają się z taflą solaru.To właśnie on pozwala na zgromadzenie energii - jak działa panel fotowoltaiczny?

Budowa panelu fotowoltaicznego - z czego składa się popularny solar?

Otrzymanie energii elektrycznej ze słońca jest możliwe dzięki naturalnej zależności fizycznej, nazywanej zjawiskiem fotowoltaicznym. Aby je zrozumieć, musimy najpierw wyjaśnić budowę panelu słonecznego. Jego podstawowym elementem konstrukcyjnym są tak zwane ogniwa fotowoltaiczne - najczęściej wykonane z krzemu. Jest to pierwiastek, który należy do grupy półprzewodników. Oznacza to, że pod wpływem czynników zewnętrznych może on zamienić się z izolatora - właśnie w przewodnik.

Ogniwa fotowoltaiczne składają się z dwóch warstw krzemu - półprzewodnika. Pierwsza z nich składa się z atomów, które posiadają wyższą liczbę elektronów na ostatniej powłoce. W związku z tym jej ładunek jest ujemny. Druga z nich natomiast ma w sobie luki - puste miejsca po elektronach. W konsekwencji posiada ona ładunek dodatni - dodaje Tomasz Wykowski z serwisu ekohub.pl.

Jednostajny ruch elektronów - powstanie prądu: czyli jak działa panel fotowoltaiczny?

Elektrony przemieszczają się z warstwy ujemnej w kierunku warstwy dodatniej - wskutek czego pomiędzy nimi powstaje złącze o ładunku ujemnym. W momencie, gdy na pierwszą warstwę pada światło słoneczne - czyli strumień cząsteczek napędzanych energią - elektrony zostają wybite ze swoich miejsc i wędrują do drugiej warstwy. Dążą do powrócenia na swoje miejsce, ponieważ pomiędzy warstwami wytwarza się różnica ładunków, nazywana inaczej napięciem. Obojętne złącze jednak uniemożliwia im to. W tym momencie przychodzi czas na podłączenie odbiornika do instalacji, czyli zamknięcie obwodu. Rozpoczyna się stały przepływ elektronów w kierunku atomów z ładunkiem dodatnim. Innymi słowy, powstaje prąd, inaczej nazywany energią elektryczną. Następnie trafia ona do inwertera fotowoltaicznego, który przekształca prąd stały na prąd zmienny - używany do zasilania wszelkiego rodzaju urządzeń elektronicznych.

Przeczytaj więcej o inwerterze solarnym na stronie: https://ekohub.pl/inwerter-solarny

W momencie, gdy światło przestaje padać na powierzchnię solaru - cały proces zatrzymuje się, ponieważ nie następuje wybicie elektronów. Właśnie dlatego udział promieniowania słonecznego jest w całym procesie tak ważny.

Jak działa panel fotowoltaiczny: podsumowanie

Widzimy więc, że w istocie sam proces wytwarzania energii elektrycznej przez panel fotowoltaiczny jest bardzo prosty. Następuje wybicie elektronów, które chcą wrócić na miejsce - lecz nie mogą tego zrobić, wskutek czego powstaje nieustanne napięcie. Po podłączeniu odbiornika elektrony zaczynają płynąć - w ten sposób powstaje prąd stały, który jest transformowany przez inwerter w prąd stały.