Od czasu demonstracji efektu fotowoltaicznego przez Antoine'a Becquerela w 1839 r. i prezentacji pierwszego ogniwa fotowoltaicznego przez Bell Laboratories w 1954 r., technologia fotowoltaiczna przeszła długą drogę, zanim osiągnęła tak zdumiewający poziom, jakim jest obecnie. W dzisiejszych czasach sprzęt zrodzony z tej wielkiej innowacji pozwala nam bardziej odpowiedzialnie zaopatrywać nasze domy w energię elektryczną, ogrzewać nasze domy, krótko mówiąc, mieć bardziej autonomiczne, wydajniejsze i bardziej ekologiczne źródła energii.
Trzeba przyznać: energia słoneczna rośnie. Jak jednak powstają te fotowoltaiczne panele słoneczne, które zdobią nasze dachy i tarasy? Z czego oni są zrobieni? A co z ich instalacją? W jaki sposób są one rzeczywiście korzystniejsze od konwencjonalnych rozwiązań? Zapraszamy do odkrycia odpowiedzi na wszystkie te pytania w tym małym praktycznym przewodniku po fotowoltaika słoneczna.
Z czego wykonane są panele fotowoltaiczne?
Panel fotowoltaiczny składa się głównie z kilku ogniw fotowoltaicznych połączonych szeregowo lub równolegle. To właśnie te elementy elektroniczne, po otrzymaniu energii słonecznej w postaci fal elektromagnetycznych zwanych fotonami, zamieniają ją na energię elektryczną. Powszechnie znany jako „efekt fotowoltaiczny”, ta przemiana energii fotonów w prąd elektryczny wynika ze zjawiska naturalnego, a dokładniej z reakcji chemicznej.
Warstwy tworzące ogniwa fotowoltaiczne są zazwyczaj wykonane z krzemu, materiału półprzewodnikowego (w połowie odległości między izolatorem a przewodnikiem), który umożliwia przepływ prądu, gdy jest domieszkowany. Tak zwana warstwa domieszkowana azotem, w której krzem jest sprzężony ze związkiem o wysokiej zawartości elektronów, takim jak fosfor, jest naładowana ujemnie. Natomiast drugi moduł (warstwa domieszkowana P), w którym krzem jest powiązany z pierwiastkiem zawierającym mniej elektronów, takim jak bor, jest naładowany dodatnio.
Interakcja między tymi dwoma urządzeniami o przeciwnych znakach generuje złącze PN (pole elektryczne). Kiedy ogniwo fotowoltaiczne absorbuje fotony poddając się działaniu promieniowania słonecznego, powstaje nierównowaga między ładunkami dwóch warstw. Następnie następuje ważny ruch ładunków systematycznych w celu przywrócenia równowagi poziomów (elektrony i dziury muszą się poruszać, a zatem krążyć). To właśnie z tego zjawiska pochodzi prąd elektryczny.
Jak powstają fotowoltaiczne panele słoneczne?
La produkcja fotowoltaicznych paneli słonecznych, obejmuje różne niezbędne kroki i operacje.
- Tworzenie modułów
Proces tworzenia zaczyna się od produkcji krzemu solarnego lub krzemu metalurgicznego. Ten ostatni powstaje w wyniku reakcji chemicznej mieszaniny złożonej z kawałków krzemionki i drewna. Otrzymane kryształy są następnie wypalane w bardzo wysokiej temperaturze (blisko 1°C) w celu wytworzenia wlewków krzemowych. Po schłodzeniu części są następnie krojone na plastry (wafle) w celu uzyskania pożądanego kształtu (monokrystalicznego lub polikrystalicznego).
- Zabieg antyrefleksyjny
Obróbka antyrefleksyjna jest konieczna, aby wlewki lub wafle krzemu nie odbijały światła. Pod koniec tego procesu powierzchnia liści przestaje być gładka, a ich faktura ulega całkowitej przemianie. Jest teraz w stanie wchłonąć znaczną ilość światła.
- Domieszkowanie warstwowe
W celu domieszkowania warstw krzemu (dodać ładunki + lub -) na powierzchni czołowej modułu osadza się fosfor lub bor w bardzo wysokiej temperaturze. Otrzymujemy wtedy ogniwa z warstwami domieszkowanymi, które po poddaniu działaniu promieniowania słonecznego będą wytwarzać energię elektryczną.
- Instalacja obwodu elektrycznego
Ten krok polega na wydrukowaniu obwodu elektrycznego na powierzchni modułów, aby prąd wytworzony i zebrany dzięki efektowi fotowoltaicznemu mógł zostać przeniesiony.
- Połączenie ogniw i ostateczny montaż panelu
Aby stworzyć funkcjonalną i solidną strukturę, ogniwa fotowoltaiczne muszą najpierw zostać ze sobą połączone (około 48 do 72 ogniw na panel). Następnie będą musiały być spawane, a następnie zamknięte pod płytą ze szkła hartowanego. Montaż kończy montaż aluminiowego wspornika, który obramuje całość tworząc panel fotowoltaiczny.
Podczas montażu urządzenia wymagana będzie skrzynka przyłączeniowa umieszczona za płytą w celu podłączenia całego urządzenia generującego prąd do falownika. Ten ostatni posłuży do zamiany wytwarzanego prądu stałego na prąd przemienny.
Jak zainstalować panel fotowoltaiczny?
L 'montaż paneli fotowoltaicznych,, zwłaszcza jeśli jest wykonywany na dość dużej powierzchni, wymaga specyficznej wiedzy technicznej oraz pewnej liczby narzędzi i akcesoriów. Dlatego zawsze zaleca się, aby do montażu elementów zwracać się do kompetentnych i dobrze wyposażonych techników. Generalnie instalacja urządzeń powinna przebiegać w następujący sposób:
- Weryfikacja i przygotowanie obszar instalacji
- La ustawia skróty (dolny i boczny)
- Ustanowienie ekran pod dachem (uszczelnienie)
- La układanie szyn i paneli słonecznych,
- Le podłączenie paneli do falownika
- Le podłączenie falownika do sieci energetycznej, lub do systemu magazynowania (baterie słoneczne)
Panele fotowoltaiczne: zalety przejścia na energię słoneczną
Jeśli przejście na energię słoneczną wydaje się logicznym krokiem w kontekście, w którym transformacja energetyczna i ekologiczna jest w pełni w toku, ten wybór faktycznie ma wiele zalet. Decydując się na zastosowanie fotowoltaicznych paneli słonecznych, gospodarstwa domowe korzystają z:
- Źródło czystej, niewyczerpanej i całkowicie darmowej energii odnawialnej
Zastosowanie paneli słonecznych daje dostęp do 100% zielonej i darmowej energii elektrycznej. Ponadto, ponieważ ponad 85% elementów paneli słonecznych nadaje się do recyklingu, a sprzęt ma dość długą żywotność (od 40 do 50 lat), jest to rozwiązanie doskonale ekologiczne i zrównoważone.
- Dostępne znaczne oszczędności energii i różne pomoce finansowe
Zużycie własne pozwala gospodarstwu domowemu zaoszczędzić do 40% na rachunkach za energię. Ponadto instalacja paneli fotowoltaicznych jest również uprawniona do różnych pomocy finansowych: premia za zużycie własne, energia słoneczna MaPrimeRénov, VAT obniżony do 5,5%, pomoc lokalna i regionalna itp.
- Wartość dodana nieruchomości