mask

Jak powstaje prąd w ogniwie fotowoltaicznym?

W naszym krajobrazie coraz częściej zauważyć można zamontowane na dachach domów panele fotowoltaiczne. Większość osób zdaje sobie sprawę z tego, do czego służy fotowoltaika, nie każdy jednak wie, na jakiej zasadzie działa. Wyjaśniamy, w jaki sposób panele solarne pozwalają pozyskać energię słoneczną i zamienić ją w prąd elektryczny, który wykorzystać można następnie we własnym gospodarstwie domowym.

 

Czym jest fotowoltaika?

Fotowoltaika jest dziedziną nauki i techniki, zajmującą się wykorzystaniem zjawiska fotowoltaicznego w celu wytworzenia prądu elektrycznego. Efekt fotowoltaiczny polega na powstaniu siły elektromotorycznej w ciele stałym na skutek oddziaływania promieniowania świetlnego. Proces ten zachodzi w specjalnie w tym celu skonstruowanych ogniwach solarnych, montowanych na dachach, elewacjach czy też na gruncie. Dzięki zjawisku fotowoltaicznemu możliwe jest pozyskanie prądu z darmowego, dostępnego dla wszystkich promieniowania słonecznego. Przyjrzyjmy się, w jaki sposób powstaje prąd elektryczny w ogniwach solarnych.

Jak energia słoneczna zamieniana jest w prąd?

Instalacje fotowoltaiczne składają się z wielu modułów, połączonych ze sobą w sposób równoległy lub szeregowy. Poszczególne ogniwa solarne zbudowane są natomiast z krzemowych płytek. Na ich górnej powierzchni umieszczone są w formie siatki elektrody ujemne. Od spodu znajdują się elektrody dodatnie, mające postać metalowych płytek. Pomiędzy nimi znajduje się półprzewodnikowe złącze. Promienie słoneczne padające na panele fotowoltaiczne zostają pochłonięte, wybijając tym samym elektrony z ich miejsc. Poruszające się pomiędzy warstwami krzemowych płytek elektrony powodują zaś powstanie różnicy potencjałów, czyli napięcia elektrycznego. 

To jednak nie koniec procesu pozyskiwania energii elektrycznej ze słońca. Aby móc wykorzystać powstający w ogniwach fotowoltaicznych prąd stały konieczne jest zamontowanie inwertera. Urządzenie to, zwane również falownikiem, przekształca prąd stały, uzyskany dzięki wykorzystaniu zjawiska fotowoltaicznego, w prąd zmienny. Dopiero w takiej postaci energia może trafić do domowej sieci i zacząć zasilać podłączone do niej urządzenia.

Panele solarne wykorzystują znane od dawna fizykom zjawisko fotowoltaiczne. Pozwala ono spożytkować promieniowanie słoneczne do wzbudzenia siły elektromotorycznej. Umożliwia ona wygenerowanie prądu stałego, zamienianego następnie za pomocą inwertera w prąd zmienny. Tak powstała energia elektryczna nie jest obarczona emisją szkodliwych substancji do atmosfery, dzięki czemu może zostać uznana za ekologiczną.