Czym jest konwersja fotowoltaiczna? Jak działa panel fotowoltaiczny?

Słońce należy do odnawialnych źródeł energii. Oznacza to, że zasoby energii słonecznej są niewyczerpalne. Dzięki fotowoltaice możemy przekształcić ją w ciepło lub energię elektryczną. Jak działa panel fotowoltaiczny? Jak zbudowane jest ogniwo fotowoltaiczne? I na czym polega konwersja fotowoltaiczna?

Jak zbudowane jest ogniwo fotowoltaiczne?

Ogniwo fotowoltaiczne zbudowane jest z płytki krzemowej. Jest ono urządzeniem wykorzystującym efekt fotowoltaiczny, czyli zjawisko polegające na powstaniu siły elektromotorycznej w ciele stałym, pod wpływem promieniowania świetlnego. Ogniwo fotowoltaiczne składa się z półprzewodnikowego złącza p-n, które charakteryzuje się różnymi typami przewodnictwa. Pod wpływem promieni słonecznych, w złączu p-n następuje przepływ prądu. 

Przednią powierzchnię ogniwa pokrywa warstwa antyrefleksyjna, czyli cienka powłoka, którą nanosi się na wierzchnią warstwę ogniwa. Jest ona wykonana z materiału przeciwodblaskowego i ma grubość kilkudziesięciu nanometrów. Warstwa antyrefleksyjna minimalizuje natężenie światła odbitego, dzięki czemu większa część promieni słonecznych przechodzi przez górną część ogniwa i dociera do złącza p-n. 

Czym jest konwersja fotowoltaiczna?

Konwersja fotowoltaiczna polega na zamianie energii promieniowania słonecznego na energię elektryczną. Właśnie w tym celu wykorzystuje się specjalną budowę ogniw fotowoltaicznych, oraz właściwości półprzewodnikowego złącza p-n. 

Konwersji fotowoltaicznej nie należy mylić z konwersją fototermiczną. W przypadku konwersji fototermicznej energia promieniowania słonecznego zamieniana jest w energię cieplną. 

Jak działa panel fotowoltaiczny? 

Panel fotowoltaiczny składa się z wielu ogniw fotowoltaicznych. Kiedy foton (czyli minimalna jednostka światła) pada na ogniwo fotowoltaiczne, płytka krzemowa pochłania go. Wybija on elektron ze swojej pozycji i zmusza go do ruchu. Ten ruch to właśnie przepływ prądu elektrycznego. Dzięki zastosowaniu złącza półprzewodnikowego typu p-n, możliwe jest połączenie tego procesu z obiegiem elektronów w sieci energetycznej. W ten sposób energia słoneczna zostaje przekształcona w energię elektryczną.

Panel fotowoltaiczny wytwarza prąd stały. Aby móc z niego korzystać, instalacja fotowoltaiczna musi być wyposażona w inwerter. Przekształca on prąd stały w prąd zmienny, który posiada częstotliwość i napięcie odpowiadające wymaganiom domowej sieci elektrycznej.