Na czym polega efekt fotowoltaiczny?

efekt fotowoltaiczny oze projekt

Za działanie paneli fotowoltaicznych i fotowoltaiki w ogóle odpowiada zjawisko zwane efektem fotowoltaicznym. Dzięki niemu generowany jest prąd stały, który inwerter (falownik) zamienia na prąd zmienny. Wyprodukowana energia zostaje w końcu wykorzystana np. do ogrzania domu pompą ciepła lub jego oświetlenia. Jak doszło do odkrycia efektu fotowoltaicznego?

SPIS TREŚCI:
  1. Efekt fotowoltaiczny – na czym polega?
  2. Kto odkrył efekt fotowoltaiczny?
  3. Efekt fotowoltaiczny w życiu codziennym

Zasada działania efektu fotowoltaicznego

Efekt fotowoltaiczny jest zjawiskiem fizycznym i chemicznym, powstałym na skutek ekspozycji na promieniowanie świetlne danego materiału. Dzięki temu wytwarzane jest napięcie oraz prąd elektryczny. Ma on jednocześnie duży związek z efektem fotoelektrycznym – zarówno w jednym, jak i drugim zjawisku materiał absorbuje światło, co powoduje wzbudzenie elektronu lub innego nośnika ładunku i wytworzenie energii. Obecnie o efekcie fotoelektrycznym mówi się jednak w przypadku elektronu wyrzucanego z materiału wystawionego na ekspozycję promieniowania świetlnego. Natomiast efekcie fotowoltaicznym nośnik wzbudzonego ładunku cały czas się w nim znajduje. Światło, które pada na dany materiał, musi mieć oczywiście odpowiednią moc, aby możliwe stało się samo wzbudzenie nośników. W większości przypadków do uzyskania efektu fotowoltaicznego wykorzystuje się światło słoneczne, jak ma to miejsce w fotowoltaice.

Efekt PV może także powstać wtedy, gdy dany materiał zostanie ogrzany na skutek pochłaniania światła. Ogrzewanie z kolei prowadzi do podwyższenia temperatury materiału półprzewodnikowego, czemu towarzyszą wysokie gradienty temperatury (stosunek różnicy temperatur pomiędzy dwoma punktami i dystansu pomiędzy nimi).  One z kolei mogą generować napięcie (Efekt Seebecka). O tym, czy efekt fotowoltaiczny powstanie na skutek wzbudzenia nośników lub towarzyszących efektów termicznych, decydują parametry materiałowe obiektu wystawionego na ekspozycję.

Skutkiem efektu fotowoltaicznego jest wytworzenie prądu stałego. Dlatego do prawidłowego działania instalacji fotowoltaicznej konieczne jest wykorzystanie inwertera (falownika), który zamienia prąd stały na prąd zmienny. Warto jednak wiedzieć, że przeprowadzono już pierwszą demonstrację efektu fotowoltaicznego generującego prąd zmienny (efekt AC PV). Za wydarzeniem stali dr Haiyang Zou oraz prof. Zhong Lin Wang, którzy zademonstrowali ten proces w Georgia Institute of Technology w 2017 roku.

Efekt fotowoltaiczny w praktyce to zasługa naukowców

Fotowoltaika w obecnej formie to skutek badań i rozwoju różnych dziedzin nauki. Za odkrycie efektu fotowoltaicznego odpowiada Alexander-Edmond Becquerel. Ten francuski fizyk swoją naukową działalność skupił na badaniu widma promieniowania słonecznego, magnetyzmu, elektryczności oraz optyki. W 1839 roku Becquerel stworzył pierwsze ogniwo fotowoltaiczne. Bez jego odkrycia nie można by było mówić o powstałych wiele lat później modułach fotowoltaicznych i wykorzystywania ich do zasilania tanią energią elektryczną własnego gospodarstwa domowego.

Wkład w rozwój fotowoltaiki mieli także Richard Evans Day oraz William Grylls Adams. Dzięki ich badaniom odkryto, iż w trakcie ekspozycji na światło materiału wykonanego z selenu, możliwe staje się wywołanie impulsu elektrycznego.

Dokładniejsze poznanie efektu fotowoltaicznego i zastosowanie go do pozyskiwania energii ze Słońca to także zasługa Alberta Einsteina. Wbrew powszechnej opinii  Nagroda Nobla została mu przyznana nie za sławne E=mc2, lecz za wkład do fizyki teoretycznej, gdzie według komisji noblowskiej jego największym dokonaniem było opisanie efektu fotoelektrycznego. I nie ma się czemu dziwić, ponieważ dzięki solidnej bazie teoretycznej możliwe stało się wprowadzanie nowych technologii, które obecnie mogą działać w postaci fotowoltaiki na dachu Twojego własnego domu!

Wykorzystaj efekt fotowoltaiczny w swoim domu!

Odkrycie efektu fotowoltaicznego w znaczny sposób wpłynęło na współczesne metody pozyskiwania energii. Zaczęło się od niepozornych doświadczeń w zaciszu laboratorium, a skończyło na wykorzystaniu pozyskanej wiedzy na potrzeby wielu ludzi.

Fotowoltaika cały czas się rozwija, szczególnie w Polsce. Coraz więcej osób odchodzi od konwencjonalnych metod i skłania się ku OZE. Posiadanie przydomowej elektrowni pozwala znacznie obniżyć rachunki za prąd i stanowi słuszną inwestycję, biorąc pod uwagę prognozy dotyczące metod pozyskiwania energii w przyszłości. Zwłaszcza, że prąd będzie coraz droższy – mowa tu m.in. o opłacie mocowej.

 
Call Now Button