Baterie słoneczne pojawiają się coraz częściej na dachach domów w Polsce, gdyż stanowią świetną alternatywę dla tradycyjnie pozyskiwanej energii elektrycznej. Jak działają? Wyjaśniamy.
Czym są baterie słoneczne?
Baterie słoneczne to ogniwa fotowoltaiczne, które zamieniają energię promieniowania słonecznego na energię elektryczną. Składają się najczęściej z krzemowych półprzewodników, niekiedy z selenu bądź germanu.
Jak są zbudowane baterie słoneczne?
Istnieją 3 rodzaje baterii słonecznych:
- baterie monokrystaliczne,
- baterie polikrystaliczne,
- baterie amorficzne. Baterie monokrystaliczne składają się z kryształów krzemu wyciętych z odpowiedniej wielkości bloku. Baterie polikrystaliczne składają się z wielu małych kryształów krzemu, a baterie amorficzne zbudowane są z cienkiej warstwy krzemu, którą pokrywa np. szkło.
Baterie monokrystaliczne są najdroższe, ale i najwydajniejsze: osiągają nawet powyżej 15 proc. sprawności. Baterie polikrystaliczne są tańsze w produkcji, ale mają mniejszą wydajność. Baterie amorficzne są z kolei wykorzystywane w małych urządzeniach, ich sprawność jest często o połowę mniejsza niż sprawność baterii monokrystalicznych.
Jak działają baterie słoneczne?
Płyty krzemowe posiadają dwie powłoki o różnych potencjałach. Elektrony dążą do wyrównania tego potencjału, a więc tworzą wiązania w przestrzeni pomiędzy tymi powłokami. Padające na owe powłoki światło słoneczne powoduje rozbijanie wiązań, a to skutkuje przepływem elektronów. Po obu stronach płyty powstają odwrotnie naładowane pola elektryczne, a ich potencjał wzrasta.
Na ogniwie znajdują się elementy zbierające, które gromadzą elektrony, a zatem powodują przepływ energii elektrycznej.
Ile energii elektrycznej mogą wytworzyć baterie słoneczne?
Fotoogniwa krzemowe o wymiarach 10x10 mogą wytworzyć napięcie ok. 0,5 V. Toteż jedna bateria słoneczna, która składa się z kilkunastu czy kilkudziesięciu ogniw, może w sumie wytworzyć 12 V. Niektóre baterie są zdolne wytworzyć nawet 24 V.
Baterie słoneczne na dachu – o czym należy pamiętać?
Jeżeli chcemy zamontować baterie słoneczne na dachu domu, powinniśmy pamiętać o tym, że wytworzona przez nie energia musi się gdzieś magazynować. Toteż potrzebne są akumulatory. Jednakże prąd wytwarzany przez baterie słoneczne jest prądem stałym, a wiadomo, że domowe urządzenia korzystają z prądu zmiennego. Dlatego należy również zaopatrzyć się w falowniki, które będą przekształcały prąd stały w prąd zmienny.
Baterie słoneczne najlepiej oczywiście montować po południowej stronie dachu, pod kątem 30 stopni. Jeśli będą zamontowane pionowo, wówczas wytworzą mniej prądu (od 5 proc. do 35 proc. mniej).