Select Page

Cum funcționează un sistem fotovoltaic?

Energia solară câștigă din ce în ce mai mult teren în rândul ecologiștilor și celor care doresc să-și schimbe în bine stilul de viață. Conștiente de pericolul real al gazelor de seră și al încălzirii globale, guvernele tot mai multor țări își încurajează cetățenii să renunțe la metodele tradiționale de producere a energiei electrice și să investească în panouri fotovoltaice cu care să transforme lumina solară în curent electric. În țara noastră de exemplu, se desfășoară un proiect atrăgător prin care, beneficiind de subvenții guvernamentale, poți deveni dependent din punct de vedere energetic făcând o investiție minimă.

Este vorba de proiectul Casa Verde 2019 – Sisteme fotovoltaice. Dacă ești dispus să investești într-un sistem fotovoltaic, statul român acoperă până la 20.000 RON din cheltuială. De exemplu, pentru a beneficia de un sistem fotovoltaic Tehnomir cu o putere de 3.5 kWp, în valoare de 22.250 RON, datorită programului Casa Verde plătești doar 2.250 RON, iar 90% din costul total al investiției este suportat de stat.

Cu alte cuvinte, un sistem fotovoltaic, pe lângă faptul că este o metodă sigură de câștigare a independenței energetice, a ajuns acum la fel de accesibil ca un aparat electrocasnic obișnuit sau orice altă dotare de bază a casei tale.

Dacă ne-am lămurit cum stau lucrurile pe partea financiară, pentru a reuși să conștienzăm și alte beneficii ale unui sistem fotovoltaic, hai să descoperim în continuare cum funcționează un astfel de dispozitiv.

Cum reușește un sistem fotovoltaic să transforme energia solară în electricitate?

Faptul că din cer energia electrică nu cade pur și simplu așteptând să fie captată de panourile solare este evident. Dar atunci, cum este oare posibil pentru sistemele fotovoltaice să transforme ceva atât de banal ca razele de soare în curent electric?

Poate îți amintești de celulele solare care se folosesc la alimentarea calculatoarelor de buzunar sau a ceasurilor de mână, de pe băncile școlii. Se discuta adesea despre ele la ora de fizică, iar cei care au iubit materia cu siguranță pot rememora proprietatea lor de a converti lumina soarelui prin așa numitul efect fotovoltaic.

Sistemele fotovoltaice standard sunt fabricate din mai multe straturi de celule din silicon, o ramă de metal, o carcasă de sticlă, o rețea de materiale semiconductoare asemănătoare cu cele utilizate pentru producerea cipurilor și un invertor.

Siliconul celulelor este format din siliciu, un element chimic aflat în grupa a IV-a a tabelului lui Mendeleev. Deși nu este un metal, siliconul are proprietăți semiconductoare care permit absorbția energiei solare și transformarea ei în energie electrică.

Când lumina soarelui se revarsă pe sistemul fotovoltaic, ea reacționează cu celulele din silicon. Sub acțiunea ei, electronii din aceste celule încep să se miște, iar mișcarea produce curent electric. Acesta este de fapt efectul fotovoltaic despre care ne aminteau profesorii noștri de fizică în școală.

De la efectul fotovoltaic și până la curentul electric pentru aparate

Mai schematic, efectul fotovoltaic așa cum l-am descris mai sus, se produce în următoarele etape:

  1. În primul, rând celulele fotovoltaice absorb radiațiile solare;
  2. Acțiunea razelor de soare face ca electronii să treacă din stare latentă în stare de mișcare;
  3. Mișcarea electronilor produce un flux de curent electric care este captat de elementele semiconductoare din panoul solar;
  4. Legăturile semiconductoare transportă fluxul de curent electric direct la un invertor;
  5. Invertorul transformă curentul continuu în curent alternativ care poate fi apoi folosit de aparate.

 

Cum se diferențiază niște sisteme fotovoltaice bune, de unele oarecare?

Principiul de bază al funcționării sistemelor fotovoltaice este în mare parte același indiferent de producător. Ceea ce ajută ca un sistem fotovoltaic să se evidențieze de altele este calitatea materialelor folosite. Așa cum am spus mai sus, un sistem fotovoltaic nu este compus doar din celule fotovoltaice. Ca elemente, el are și acea carcasă de sticlă care oferă protecție celulelor, iar dedesubtul ei un strat izolator.

Fără protecția necesară, celulele din silicon se pot deteriora rapid din cauza intemperiilor vremii. De asemenea, izolația ajută la menținerea sub control a temperaturii. Pentru a funcționa, celulele din silicon au nevoie de acțiunea directă a razelor de soare. Dar în același timp, expunerea îndelungată, fără protecție, poate duce la o creștere exagerată a temperaturii care conduce la scăderea performanței panoului solar.

În plus, poate că ai observat că toate sistemele voltaice au culori închise, metalice, anti-reflectorizante. Acestea se datorează stratului anti-reflectorizant care ajută la creșterea absorbției de lumină. Datorită stratului anti-reflectorizant, siliconului îi este permisă o expunere cât mai mare la razele de soare.

Ce se întâmplă cu sistemele fotovoltaice când este înnorat?

Până acum, procesul prin care funcționează un sistem fotovoltaic pare unul destul de simplu. Cu alte cuvinte, fără niciun fel de altă interacțiune cu excepția razelor de soare, el își face treaba atunci când este senin. Dar ce se întâmplă în zilele înnorate?

Celulele solare se numesc celule solare pentru un motiv. Ele au nevoie de acțiunea radiațiilor solare. De aceea, este de așteptat să funcționeze la un randament mai scăzut în zilele înnorate. Dar chiar și iarna, sau atunci când soarele se ascunde printre nori, atâta timp cât este lumină suficientă ca să vezi, sistemele fotovoltaice continuă să funcționeze.