Ogniwa fotowoltaiczne w domach jednorodzinnych

Każdy mieszkaniec domu jednorodzinnego, podobnie jak lokator w bloku, w coraz większym stopniu wpływa na środowisko naturalne. Intensywna ingerencja w systemy ekologiczne jest związana nie tylko z emisją szkodliwych substancji do atmosfery, ale również z wykorzystaniem ogromnej przestrzeni pod zabudowę, która nie zawsze dostosowana jest pod względem infrastrukturalnym do tak dużej liczby nowych gospodarstw domowych. Zastosowanie OZE może zminimalizować wynikające z tego problemy.

Zazwyczaj szeroko omawia się kolektory słoneczne, jako te opłacalne, ekologiczne oraz łatwo dostępne źródło energii. Natomiast panele fotowoltaiczne kojarzone są zbyt często z mało interesującym rozwiązaniem o wysokiej cenie, bardzo niskiej sprawności, a co za tym idzie niewielką opłacalnością. Jednak w związku z ciągłym rozwojem technologii warto je również brać pod uwagę, jako alternatywę. Można wymienić ich zalety, takie jak: instalację nawet w trudnych warunkach terenowych (z dala od miasta i najbliższych sieci energetycznych), brak niekorzystnego wpływu na środowisko, oszczędność poprzez nieduże koszty utrzymania oraz
naprawy.

Co to jest ogniwo fotowoltaiczne
Układ fotowoltaiczny zbudowany jest z płytki półprzewodnika (ma on złącze p-n), w której pod wpływem promieni słonecznych następuje przemiana energii świetlnej w elektryczną. W momencie padania na fotoogniwo promieni słonecznych, zostaje wytworzona para nośników o przeciwnych ładunkach elektrycznych. Zostają one rozdzielone przez wytworzone w fotoogniwie pole elektryczne i dzięki temu powstaje napięcie. Po podłączeniu urządzenia wykorzystującego energię elektryczną, następuje przepływ prądu. Najbardziej podstawowy podział ogniw związany jest bezpośrednio z systemem pracy, w którym są instalowane.
Najprostsze są wolno stojące. W ich skład wchodzi panel fotowoltaiczny oraz akumulator. Instalowane jest także urządzenie, które kontroluje pracę powyższych elementów. Ciekawym rozwiązaniem są systemy hybrydowe, czyli połączenie ogniw z innym źródłem energii, na przykład siłownią wiatrową. Potrzebują one złożonych systemów kontrolujących. Jednak są bardziej odporne na zmieniające się warunki pogodowe, zwłaszcza w Polsce. Trzecią grupę stanowią takie, które są dołączone do sieci – elektrownia, która dodatkowo korzysta z licznych paneli.

Analiza opłacalności inwestycji
Decydując się na przedsięwzięcie związane z ogniwami fotowoltaicznymi należy wziąć pod uwagę nakłady, które poniesie inwestor, a także czas zwrotu takich instalacji. Jest to szczególnie ważne dla właścicieli domów jednorodzinnych, gdyż to oni podejmując kroki zmierzające do zakupu, często skazani są na kredyt bankowy w sytuacji, gdy nie posiadają odpowiedniej kwoty wolnych środków finansowych. Nieudana kalkulacja powoduje w ostateczności demontaż systemu, ale to generuje niepotrzebne koszty. W pierwszej kolejności należy przeanalizować położenie oraz architekturę domu. Duży płaski dach najbardziej nadaje się do tego typu inwestycji. Natomiast po stronie południowej uzyskuje się najwięcej energii oraz najlepiej wykorzystuje się właściwości opisywanych odnawialnych źródeł energii. Skorzystanie z doświadczenia, a także wiedzy projektanta daje bardziej precyzyjną wiedzę na temat systemu. Również przyda się pomoc profesjonalnych programów komputerowych – kosztuje niewiele w porównaniu z nieprzemyślaną inwestycją. Ogniwa fotowoltaiczne to temat w Polsce jeszcze stosunkowo młody, inwestorzy nie mają jeszcze za dużo przykładów, liczniejsze są za granicą. Najwięcej podstawowych informacji o urządzeniu, takich jak moc, cena można uzyskać od producenta, czy z katalogu. Należy wziąć pod uwagę koszt montażu, transportu, ale przede wszystkim cenę projektu dla instalacji.

Ciekawe rozwiązania
Połączenie fotoogniwa z kolektorem słonecznym
Ciekawe zastosowanie w postaci połączenia ogniw wraz z innym źródłem energii, na przykład z kolektorami słonecznymi powoduje, że ilość zaoszczędzonej energii z paliw tradycyjnych wzrasta. Instalacja produkuje energię elektryczną oraz cieplną. Z takiej hybrydy uzyskuje się większą moc oraz sprawność.

Połączenie fotoogniwa z siłownią wiatrową
Innym możliwym do zastosowania ekologicznym pomysłem jest scalenie z siłowniami wiatrowymi. Jest to szczególnie polecane dla gospodarstw z większym domem. W krajach położonych na zachód od Polski coraz częściej pojawiają się instalacje „szklanych fasad”. System pozwala na sprawniejsze pozyskiwanie energii oraz lepsze zarządzanie jej zasobami, gdyż produkując prąd jednocześnie chronią przed słońcem.