Το
φωτοβολταϊκό φαινόμενο είναι η βασική αρχή λειτουργίας της
φωτοβολταϊκής γεννήτριας που παράγει το ρεύμα με τη μετατροπή της
ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρική. Αν κατασκευάσουμε με συγκεκριμένο τρόπο
δύο ηλεκτρόδια που ανάμεσα τους έχουν ημιαγωγό σε διαφορετικές στρώσεις,
με την πρόσπτωση φωτός πάνω στην διάταξη θα παρατηρήσουμε κίνηση
ηλεκτρονίων προς μια κατεύθυνση. Αν σε αυτή την απλοϊκή κατασκευή
συνδέσουμε και φορτίο τότε έχουμε ροή ρεύματος και μπορούμε να πούμε ότι
παράγουμε ηλεκτρισμό μέσα από το φως του ήλιου.
Συνδέοντας με κατάλληλο τρόπο πολλές τέτοιες γεννήτριες ή στοιχεία ή κυψέλες (cells) κατασκευάζουμε τα φωτοβολταϊκά πλαίσια (panels) που πολλά μαζί σε σύνδεση μεταξύ τους μπορούν να αποτελέσουν από μια μικρή οικιακή μονάδα παραγωγής ισχύος μερικών KW μέχρι πολύπλοκα φωτοβολταϊκά πάρκα ισχύος πολλών MW.
Το
κύριο υλικό παραγωγής φωτοβολταϊκών πλαισίων είναι το πυρίτιο που
βρίσκεται σε αφθονία στη γη. Αποτελεί την πρώτη ύλη για τις κυψέλες από
τις οποίες κατασκευάζονται τα πλαίσια που είναι τριών διαφορετικών
τύπων:
Μονοκρυσταλλικά:
Είναι κατασκευασμένα από κυψέλες που κόβονται από ένα κυλινδρικό
κρύσταλλο πυριτίου. Επιτυγχάνουν μεγαλύτερες αποδόσεις αλλά έχουν
μεγαλύτερο κόστος παραγωγής.
Πολυκρυσταλλικά:
Είναι κατασκευασμένα από ράβδους πυριτίου που λιώνουν και
επανακρυσταλλώνονται. Η διαδικασία παραγωγής τους έχει χαμηλότερο κόστος
και οι αποδόσεις τους είναι σχετικά χαμηλότερες από τα μονοκρυσταλλικά.
Άμορφου πυριτίου:
Αποτελούνται από ένα λεπτό στρώμα πυριτίου που τοποθετείται ομοιόμορφα
πάνω σε κατάλληλο υλικό. Οι αποδόσεις τους δεν είναι μεγάλες αλλά είναι
ιδανικά για λειτουργία σε υψηλές θερμοκρασίες και τοποθέτηση σε καμπύλες
επιφάνειες.
Εκτός από τα παραπάνω χαρακτηριστικά συνοπτικά οι διαφορές και ομοιότητες των διαφόρων τύπων βρίσκονται στον παρακάτω πίνακα:
Τύπος panel
|
Απόδοση
|
Επηρεασμός από θερμοκρασία
|
Κόστος παραγωγής
|
Διάρκεια ζωής
|
Ισχύς
|
Μονοκρυσταλλικό
|
14-17%
|
Υψηλός
|
Υψηλό
|
10 έτη 90% απόδοσης
20 έτη 80% απόδοσης
|
Υψηλή
|
Πολυκρυσταλλικό
|
13-16%
|
Υψηλός
|
Μέσο
|
8 έτη 90% απόδοσης
15 έτη 80% απόδοσης
|
Μέση
|
Άμορφου πυριτίου
|
5-9%
|
Χαμηλός
|
Χαμηλό
|
10 έτη
|
Χαμηλή
|
