Fotowoltaika jest przez wielu uznawana za nowoczesną naukę. Jednak jej początki sięgają pierwszej połowy XIX wieku, ale nie należy doszukiwać się podobieństw w stosunku do dzisiejszego zastosowania. W 1839 roku francuski fizyk Becquerel w trakcie eksperymentu z metalowymi elektrodami i elektrolitem odkrył, że wraz z podświetleniem rośnie przewodność elektryczna, a tym samym następuje przepływ prądu elektrycznego. W 1904 roku Einstein opisał w swojej pracy efekt fotowoltaiczny. Światło jest strumieniem fotonów, które niosą porcję energii. Foton oddziałuje na elektron znajdujący się na metalowej powierzchni i przekazuje mu całą swoją energię. Przy odpowiedniej energii fotonów elektrony zostają wybijane z powierzchni płytki i w ten sposób powstaje zjawisko fotowoltaiczne.
W 1918 roku polski chemik Jan Czochralski odkrył sposób produkcji krzemu monokrystalicznego, który obecnie ma najwyższą sprawność wśród stosowanych powszechnie materiałów do produkcji ogniw fotowoltaicznych. Pierwsze takie ogniwo zostało wyprodukowane w 1941 roku. Kilkanaście lat później, w 1954 roku zbudowano pierwszy panel fotowoltaiczny. Był on zdolny do zasilenia radia. Jednak wysoki koszt produkcji i niska sprawność poszczególnych ogniw (około 6%) sprawiły, że były one traktowane jedynie jako ciekawostka technologiczna. Dopiero lata 70. przyniosły obniżkę kosztów produkcji o 80%. Przełom nastąpił w latach 90., kiedy to zbudowano pierwsze autonomiczne i przyłączone do sieci instalacje. W Niemczech i Japonii zostały wtedy wprowadzone dotacje na rozwój fotowoltaiki. W 2000 roku zaczęto masowo produkować panele fotowoltaiczne.
Budowa instalacji fotowoltaicznej
Elementem wytwarzającym prąd elektryczny jest generator fotowoltaiczny. Zbudowany jest z połączonych ze sobą paneli (modułów), które z kolei składają się z pojedynczych ogniw wytwarzających prąd stały o określonych parametrach. Generator przyłączony jest do falownika (inwertera), który odpowiada za transformację napięcia i prądu stałego na przemienne o parametrach zgodnych z występującymi w sieci energetycznej niskiego napięcia, do której przyłączona jest instalacja. Kolejny niezbędny element instalacji to licznik dwukierunkowy. Urządzenie zlicza przekazany do sieci energetycznej wytworzony prąd oraz pobrany z sieci. Pozwala to na rozliczenie się z dystrybutorem energii elektrycznej. Obecnie w przypadku małych instalacji fotowoltaicznych można pobrać z sieci 80% oddanej energii bez poniesienia dodatkowych kosztów. Pozostałe 20% to opłata za korzystanie z infrastruktury technicznej podczas przesyłu energii.
Na stronie https://4oze.pl/ dowiesz się więcej o budowie instalacji fotowoltaicznych.
Podział modułów fotowoltaicznych
Ze względu na wykorzystany materiał, najpopularniejsze są następujące moduły fotowoltaiczne:
- monokrystaliczne — wyprodukowane z monokryształu krzemu, mają barwę ciemnoniebieską lub czarną i zaokrąglone rogi, typowa sprawność około 18%
- polikrystaliczne — z polikryształu krzemu, barwa jasnoniebieska i kształt kwadratu (czasem prostokąta), typowa sprawność około 17%
- cienkowarstwowe — z innych materiałów niż krzem krystaliczny, typowa sprawność 8-14%
