Jak działa instalacja fotowoltaiczna?

Wszystko tak jak się domyślacie, zaczyna się na dachu. Albo na gruncie. Albo na elewacji. To znaczy tam gdzie zostały zamontowane moduły fotowoltaiczne, czy jak to często słyszymy - panele słoneczne.

A może wcale nie? Bo gdyby podejść do tego bardziej naukowo, to musiałbym powiedzieć, że wszystko tak naprawdę zaczyna się na słońcu.Tam Słońce w wyniku reakcji jądrowych emituje promieniowanie słoneczne, które dociera do ziemi. Co prawda około 50 %promieniowania odbija się lub jest pochłaniane przez atmosferę ziemską, ale nadal olbrzymia jego ilość dociera do powierzchni ziemi. Ale wróćmy na dach do naszych paneli, a dokładniej do tego z czego są zbudowane, a mianowicie do ogniw.

Ogniwa to te mniejsze kwadraciki z których zbudowany jest moduł. Typowe moduły jakie znajdziemy na polskim rynku składają się z 60 takich ogniw. Połączone szeregowo w aluminiowej ramie tworzą moduł fotowoltaiczny. W tych oto małych ogniwach w ciągu dnia zachodzi tak zwany efekt fotowoltaiczny. Czymże jest ten efekt? O ile zasada działania całej instalacji fotowoltaicznej wbrew pozorom nie jest aż tak skomplikowana, to z kolei efekt fotowoltaiczny to dosłownie fizyka kwantowa. W dużym skrócie -fotony, z których składa się promieniowanie słoneczne padając na powierzchnię ogniwa (składające się z półprzewodnika, w naszym przypadku krzemu) inicjują przepływ ładunków pomiędzy jego warstwami, co z kolei skutkuje przepływem elektronów, czyli mówiąc kolokwialnie zaczyna płynąć prąd elektryczny. Moduły fotowoltaiczne, podobnie jak ogniwa z których są zbudowane, połączone są ze sobą szeregowo.

Dla zwiększenia wydajności, bezpieczeństwa i niezawodności instalacji, w nowoczesnych instalacjach do każdego modułu montowany jest także optymalizator mocy. Optymalizatory zwiększają produkcję energii z panelu słonecznego, poprzez ciągłe śledzenie maksymalnego punktu mocy każdego modułu z osobna, a następnie przekazują te dane do portalu monitorującego. Pozwala to też na dokładną kontrolę pracy modułów inwestorowi. Zalet stosowania optymalizatorów jest mnóstwo, ale jest to temat na oddzielny wpis.

Prąd, który wytwarzają panele na dachu to prąd stały. Nie możemy go wykorzystać, ani oddać do sieci, ponieważ większość urządzeń oraz sieć elektroenergetyczna wykorzystuje prąd zmienny. Dlatego też trzeba prąd stałyprzekonwertować na prąd zmienny i właśnie do tego służy falownik nazywany również inwerterem. Falownik jest sercem całej instalacji. To właśnie on kontroluje jej prace. To do niego są przyłączone wszystkie szeregi modułów. Z falownika wychodzi z kolei przewód AC, czyli przewód prądu zmiennego, który może już bezpiecznie zasilać urządzenia w naszym budynku oraz być oddawany do sieci elektroenergetycznej. Przewód ten jest podłączany do rozdzielni głównej budynku. Oczywiście instalacja składa się także z innych elementów, które są niezbędne do jej prawidłowego i bezpiecznego działania. Są to zabezpieczenia po stronie AC i DC, uziemienie instalacji czy elementy konstrukcji montażowej