Codziennie na powierzchnie ziemi docierają olbrzymie ilości energii, której do niedawna nie potrafiliśmy w umiejętny sposób wykorzystać. Nowe możliwości w zakresie pozyskiwania energii elektrycznej ze słońca otworzyła dziedzina fizyki zwana fotowoltaiką. Wieloletnie badania w tej dziedzinie przyczyniły się do stworzenia urządzeń przetwarzających energię słoneczną w energię elektryczną. Urządzenia te nazywamy fotoogniwami bądź modułmi fotowoltaicznymi. Dotychczas, fotoogniwa znajdowały zastosowanie w satelitach kosmicznych, lecz prace naukowców pozwoliły nam wprowadzić baterie słoneczne do życia codziennego jako odnawialne źródło energii. Swoje zastosowanie znajdują dzisiaj głównie w budownictwie, jako źródło zasilania na jachtach, sygnalizacji świetlnych czy znaków. Fotoogniwa, a właściwie ich zestawy (moduły) montuje się na dachach lub wbudowuje w fasady. Niezależnie od korzyści energetycznych czy ekologicznych, otrzymuje się ciekawe efekty architektoniczne (np.budynek Banku Przemysłowo – Handlowego znajdującego się koło Ronda Kotlarskiego w Krakowie).Jendak głównym profitem płynącym z zastosowań systemów fotowoltaicznych są wymierne korzyści ekonomiczne.
2. Jak działają fotoogniwa?
Budowa fotoogniw jest bardzo prosta. Opiera się bowiem na płytkach zwanych ogniwami wytworzonych z krzemu z domieszką bromu. Ogniwa o wymiarach ok.15x15 cm łączy się ze sobą, a następnie zamyka w aluminiowej ramie pokrywając od przodu hartowanym szkłem. Tak wyprodukowany moduł fotowoltaiczny, zamontowany odpowiednio na dachu lub fasadzie budynku potrafi produkować energię elektryczną przez długie lata. W modułach nie występują żadne ruchome elementy, żadne materiały eksploatacyjne nie są pochłaniane, jak również żadne zanieczyszczenia nie są emitowane. Moduły nie wymagają żadnej konserwacji, a przy tym są idealnie ciche. Żywotność fotoogniw projektowana jest przez producentów na nie mniej niż 30lat natomiast gwarancja producenta na moc wyjściową uzyskiwaną z fotoogniw to często 25lat!
Sam proces wytwarzania energii elektrycznej z takiego modułu fotowoltaicznego również nie jest skomplikowany. Światło, które dociera do ziemi składa się z cząstek nazywanych fotonami. W momencie, gdy światło trafia na powierzchnię baterii słonecznej fotony wnikają w strukturę krystaliczną krzemu. Atomy krzemu natomiast rozbijają padające na nie promienie słoneczne na ładunki elektryczne, które z kolei zaczynają tworzyć zamknięty obieg w baterii słonecznej. Uzyskany w ten sposób prąd wyprowadza się z Modułu dwoma kablami (jeden to + ,drugi -). Moduły można łączyć ze sobą w różnych ilościach uzyskując w ten sposób systemy fotowoltaiczne o różnej mocy produkcyjnej.
Obrazowy przykład działania fotoogniw słonecznych przedstawia poniższa animacja:
3.Przykładowe rodzaje systemów fotowoltaicznych
Systemy fotowoltaiczne można podzielić na dwie główne grupy: a)Systemy podłączone do sieci energetycznej; b)Systemy autonomiczne (wyspowe) bez podłączenia z siecią energetyczną;
Każdy system fotowoltaiczny składa się z przynajmniej jednego lub kilku modułów fotowoltaicznych. Do modułów podłącza się w zależności od rodzaju systemu kilka dodatkowych użądzeń takich jak: przetwornik, regulator ładowania, akumulatory.
Poniżej zostały przedstawione 3 rodzaje systemów:
System podłączony do sieci energetycznej
Promienie słoneczne padając na moduł wywołują ruch elektronów w następstwie czego bateria słoneczna produkuje prąd elektryczny o stałej częstotliwości. Wyprodukowany w ten sposób prąd przekazywany jest do przetwornicy, która zmienia napięcie prądu stałego w prąd zmienny o napięciu 230V. Tak powstały prąd jest identyczny z prądem, jaki jest dostarczany przez energetykę. Wyprodukowany przez Nas prąd trafia w całości do sieci publicznej,a jeden z zamontowanych liczników wskazuje wartość całkowitej ilości prądu wytworzonego przez Nasz system fotowoltaiczny. Drugi licznik wskazuje ilość energii pobranej z sieci publicznej. Na podstawie obydwu wartości liczników, zakład energetyczny wystawia fakturę korygująca lub zwraca pobraną od Nas opłatę.
Ogólny schemat podłączeniowy nr 1:
Główną zaletą tego systemu jest fakt, że sprzedaż prądu energetyce następuje każdego dnia, niezależnie czy w obiekcie jest duży pobór prądu czy też bliski zeru. Aby sprzedawać prąd energetyce w opisany powyżej sposób konieczne jest prowadzenie działalności gospodarczej.
System autonomiczny (wyspowy) bez podłączenia z siecią energetyczną
Promienie słoneczne padając na moduł wywołują ruch elektronów w następstwie czego bateria słoneczna produkuje prąd elektryczny o stałej częstotliwości. Wyprodukowany w ten sposób prąd przekazywany jest do akumulatora, którego ładowanie kontroluje regulator ładowania i zabezpiecza akumulator przed przeładowaniem. Podczas poboru energii, prąd przekazywany jest z akumulatorów do przetwornicy, która zmienia napięcie prądu stałego w prąd zmienny o napięciu 230V. Tak powstały prąd jest identyczny z prądem, jaki jest dostarczany przez energetykę. Wyprodukowany prąd zasila wszytkie urządzenia elektryczne w danym obiekcie.
Ogólny schemat podłączeniowy nr 2:
Zaletą tego systemu jest to, że obiekt posiadający taki system jest samowystarczalny w prąd, a więc można pominąć prowadzenia przyłącza do sieci publicznej. Pamiętać jednak należy, że system powinien zaspokoić największe możliwe zużycie pradu w danym obiekcie, a projekt powinien być wyliczony dla okresu zimowego(jeśli w tym okresie będzie użytkowany). Relizacja takiego projektu niesie za sobą duże nakłady finansowe, ale pomimo tego jest opłacalna dla obiektów bardzo oddalonych od sieci publicznej.
System autonomiczny (wyspowy) z dołączoną turbiną wiatrową bez podłączenia z siecią energetyczną-system hybrydowy
Promienie słoneczne padając na moduł wywołują ruch elektronów w następstwie czego bateria słoneczna produkuje prąd elektryczny o stałej częstotliwości. Wyprodukowany w ten sposób prąd przekazywany jest do akumulatora, którego ładowanie kontroluje regulator ładowania i zabezpiecza akumulator przed przeładowaniem. System fotowoltaiczny jest wspierany turbiną wiatrową, która także produkuje prąd stały o niskim napięciu i przekazujego do akumulatora. Turbina wiatrowa posiada wbudowany regulator ładowania, który także kontroluje prace akumulatora. Podczas poboru energii, prąd przekazywany jest z akumulatorów do przetwornicy, która zmienia napięcie prądu stałego w prąd zmienny o napięciu 230V. Tak powstały prąd jest identyczny z prądem, jaki jest dostarczany przez energetykę. Wyprodukowany prąd zasila wszytkie urządzenia elektryczne w danym obiekcie.
Ogólny schemat podłączeniowy nr 3:
Zaletą tego systemu jest to, że obiekt posiadający taki system jest samowystarczalny w prąd, a więc można pominąć prowadzenia przyłącza do sieci publicznej. Dużą zaletą systemu hybrydowego jest to, że produkucja prądu następuje z dwóch niezależnych źródeł. W krótkie i pochmurne dni niedobór prądu z fotoogniw może być rekompensowany większą produkcją prądu z turbiny związaną z silniejszym wiatrem. Relizacja takiego projektu niesie za sobą duże nakłady finansowe, ale pomimo tego jest opłacalna dla obiektów bardzo oddalonych od sieci publicznej.
System wyspowy z podłączeniem do publicznej sieci energetycznej
Najbardziej optymalnym zestawem jest zbudowanie systemu polegającego na połączeniu opisanych powyżej systemów. Taki system posiadający własny bank akumulatorów i jednocześnie podłączenie z siecią publiczną jest w stanie magazynować lub na bieżąco wykorzystywać energię elektryczną. W przypadku niewielkiego poboru prądu, urządzenia w danym obiekcie są zasilane bezpośrednio z fotoogniw, a nadmiar produkowanej energii jest magazynowany w akumulatorach. W przypadku, gdy pobór prądu znacznie wzrasta, energia elektryczna pobierana jest z fotoogniw i (lub w przypadku nocy - tylko) z zapasów w akumulatorach. Jeśli pobór prądu jest na tyle duży, że akumulatory zostaną rozładowane, wówczas włączane jest zasilanie z sieci publicznej. Takie możliwości uzyskać można dzięki zastosowaniu przetwornicy dwukierunkowej typu Sunny Island. Urządzenie posiada szereg funkcji programowalnych na etapie instalacji, co pozwala na dostosowanie trybu pracy do indywidualnych potrzeb użytkownika. Opisany system może działać również jako awaryjny system zasilania. Do przedstawionego poniżej zestawu(schemat nr4) istnieje możliwość podłączenia turbiny wiatrowej lub innego generatora prądotwórczego. Zastosowanie opisanego systemu niewymaga zgody zakładu energetycznego. Jeżeli jednak klient chciałby nadprodukcje prądu sprzedawać energetyce, konieczne jest wówczas posiadanie własnej działalności gospodarczej oraz zgoda zakładu energetycznego na sprzedaż prądu.
Ogólny schemat podłączeniowy nr 4:
Opisane powyżej schematy to niejedyne możliwe rozwiązania. Istnieje także możliwość podłączenia turbiny wiatrowej w schemacie pierwszym lub też użycie samych turbin wiatrowych bez instalacji fotoogniw. Trzeba jednak pamiętać, że nie zawsze tam gdzie jest słońce wieje także wiatr bądź na odwrót, dlatego odpowiedni dobór systemu jest głównym warunkiem powodzenia inwestycji.
4.Możliwości instalacji fotoogniw
Mozliwości wykorzystania fotoogniw są bardzo duże, nieograniczają się one bowiem do zastosowań na dachach czy fasadach budynków. Coraz częściej możemy je spotkać jako źródło zasilania sygnalizacji świetlnych czy znaków przy polskich drogach. Popularność zdobywają małe zestawy słoneczne zasilające altanki ogrodowe. Są bardzo uniwersalnym rozwiązaniem, gdy występuje problem z doprowadzeniem prądu do odległego miejsca ogrodu/posiadłości. Dla osób szczególnie dbających o swoją prywatność-montujących monitoring, ciekawym rozwiązaniem jest zastosowanie fotoogniw jako źródła zasilania kamer wraz z radiowym przekaźnikiem obrazu zakładanych w odległej części posesji. Firmy z branży IT powinno zainteresować wykorzystanie baterii słonecznych jako awaryjne źródło zasilania serwerów/komputerów. Swoje zastosowanie fotoogniwa znalazły także na jachtach i wozach kempingowych gdzie służą jako pełne źródło energetyczne.
5.Czy warto inwestować w instalacje fotowoltaiczne?
Odpowiedzią niech będzie fakt, że międzynarodowe kolosy energetyczne z branży paliw płynnych coraz bardziej angażują się w inwestycje fotowoltaiczne. Najlepszym dowodem opłacalności ekonomicznej tego typu przedsięwzięć jest chociażby firma Shell – Solar,która wspólnie z firmą GEOSOL wybudowali jedną z największych elektrowni solarnych w Niemczech koło Lipska o mocy 5 MW. Z kolei BP wyposaża swoje stacje paliwowe w dachy solarne, średnio o mocy 15 kWh, co mogłoby zabezpieczyć prąd elektryczny dla 2 – 3 domków jednorodzinnych.
Instalacje systemu fotowoltaicznego można traktować jako pewnego rodzaju inwestycje. Dla przeciętnego gospodarstwa domowego zamontowanie kilku fotogoniw może dać relatywnie duży spadek kosztów związanych z opłatami za energię elektryczną(szczególnie latem). Dla firm, inwestycja ta może przynieść nie tylko obniżenie kosztów działalności, czy dodatkowe zabezpieczenie w energię w razie braku w dostawach prądu od energetyki. To również może być przykład zastosowania tzw. marketingu ekologicznego, który już znalazł zastosowanie na zachodzie-teraz większość z nich stara się o opinię firmy przyjzanej środowisku. Od niedawna w Polsce takim przykłdem świeci Tesco w Zdzieszowicach na Opolszczyźnie, gdzie zużycie energii zmalało o 30%. Co więcej duża część inwestycji może zostać pokryte z dofinansowań z wojewódzkiego funduszu ochrony środowiska jako działania proekologiczne bądź ze środków unijnych(więcej o dofinansowaniach poniżej). Warto zaznaczyć, że inwestycje w systemy fotowoltaiczne charakteryzują się niskim stopniem ryzyka, co w pąłączeniu z długim okresem gwarancji na moc wyjściową modułów daje całkiem ciekawą propozycję inwestycyjną. Trudno bowiem spodziewać się, że w najbliżysz latach słońce przestanie całkowicie świecić, a jak pokazują badania ostatnich lat, nad Polską słońca pojawia się z roku na rok coraz więcej. Powiedzieć należy również, że nasłonecznienie Naszego kraju nieodbiega znacząco od tego jaki mają kraje sąsiednie - chociażby Niemcy czy Czechy, gdzie zastosowane fotoogniw ma dość znaczący charakter. Oprócz kożyści ekonomicznych z zainstalowania fotoogniw dla środowiska płyną również kożysci ekologiczne, których chyba wyjaśniac nie trzeba. Montując system fotowoltaiczny nie tylko dbamy o środowisko, ale przedewszystkim dbamy o samych siebie i przyszłe pokolenia.
6.Dotacje
Bardzo ważną informacją dla wszytkich zainteresowanych założeniem instalacji fotowoltaicznych jest zobowiązanie Naszego kraju do osiągnięcia w 2010 roku 7,5% energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych o czym mówi Dyrektywa Unijna 2001/77/EC. Przy obecnie słabo wykorzystanych funduszach te kryteria nie zostaną spełnione, co pociągnie za sobą odpowiednie konsekwencje finansowe dla Naszego kraju. W związku z tym Pańtwo przygotowało szeroką gamę wsparcia finansowego dla klientów inwestujących w Odnawialnych Żródeł Energii (OZE). Należy pamiętać,że dotacje unijne jak i państwowe przyznawane na powyższy cel mają chcarkter priorytetowy. O dotacje mogą ubiegać się osoby prywatne, firmy, rolnicy i jednostki terytorilane.
Lista dotacji jakie można uzyskać na zakup OZE znajduje się na stronie Krajowej Agencji Poszanowania Energii pod linkiem:
Pełne informacje na temat wnisoków, rodzajów dofinansowań, preferencyjnych kredytów czy dopłat unijnych udzielić mogą tak zwane Regionalne Agencje Poszanowania Energii bądź Wojewódzkie Urzędy Marszałkowskie. Najprostszą metodą dla firm jest zgłoszenie się do Agencji Rozwoju Regionalnego bądź Punktu Wspierania Przedsiębiorczości (tu nazwy mogą różnić się w zależności od powiatu) i zaczerpnięcie pełnych informacji na temat dofinansowań z Regionalnego Programu Operacyjnego(RPO) na temat wykorzystania OZE w Państwa działalności. Warto zaznaczyć, że technologia zwiazana z fotowoltaiką w Polsce stosowana jest od niedawna, przyjazna środowisku i w niektórych przypadkach niezbędna(awaryjne źródła zasilania). Często zastosowanie opisanych technologii może podnieść konkurencyjność firmy na rynku, a więc firma może liczyć na duże dofinansowania z RPO na sumę ok.60% inwestycji. Jeśli inwestycja dotyczy bardzo dużych instalacji gdzie kwoty wyrażają się w mln.zł to oferta dotacji z UE jest jeszcze większa. O terminy składania i pomoc w przygotowaniu wnisoków należy dowiadywać się w w/w urzędach pod hasłem Regionalne Programy Operacyjne. Wielkość dotacji oraz terminy składania wniosków zależą od regionu i wartości inwestycji. Nawet małe inwestycje mogą podlegać dotacją! Również na wsparcie można liczyć ze środków Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej, Wojewódzkich Funduszy Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej, Banku Ochrony Środowiska S.A. bądź z EkoFunduszu.
W większości regionów znajdują się już punkty gdzie można zaczerpnąć pełnych informacjii na powyższe tematy. Dla przykładu:
Regionalna agencja działająca na podkarpaciu to Podkarpacka Agencja Energetyczna: www.pae.org.pl
Na pomorzu jest to Bałtycka Agencja Poszanowania Energii (BAPE): www.bape.com.pl
W przypadku dotacji w ramach programu RPO najlepiej udać się do Agencji Rozwoju Regionalnego (np. Gnieźnieńska Agencja Rozwoju Regionalnego)
Codziennie na powierzchnie ziemi docierają olbrzymie ilości energii, której do niedawna nie potrafiliśmy w umiejętny sposób wykorzystać. Nowe możliwości w zakresie pozyskiwania energii elektrycznej ze słońca otworzyła dziedzina fizyki zwana fotowoltaiką. Wieloletnie badania w tej dziedzinie przyczyniły
się do stworzenia urządzeń przetwarzających energię słoneczną w energię elektryczną. Urządzenia te nazywamy fotoogniwami bądź modułmi fotowoltaicznymi. Dotychczas, fotoogniwa znajdowały zastosowanie w satelitach kosmicznych, lecz prace naukowców pozwoliły nam wprowadzić baterie słoneczne do życia codziennego jako odnawialne źródło energii. Swoje zastosowanie znajdują dzisiaj głównie w budownictwie, jako źródło zasilania na jachtach, sygnalizacji świetlnych czy znaków. Fotoogniwa, a właściwie ich zestawy (moduły) montuje się na dachach lub wbudowuje w fasady.
Niezależnie od korzyści energetycznych czy ekologicznych, otrzymuje się ciekawe efekty architektoniczne (np.budynek Banku Przemysłowo – Handlowego znajdującego się koło Ronda Kotlarskiego w Krakowie).Jendak głównym profitem płynącym z zastosowań systemów fotowoltaicznych są wymierne korzyści ekonomiczne. 
Budowa fotoogniw jest bardzo prosta. Opiera się bowiem na płytkach zwanych ogniwami wytworzonych z krzemu z domieszką bromu. Ogniwa o wymiarach ok.15x15 cm łączy się ze sobą, a następnie zamyka w aluminiowej ramie pokrywając od przodu hartowanym szkłem. Tak wyprodukowany moduł fotowoltaiczny, zamontowany odpowiednio na dachu lub fasadzie budynku potrafi produkować energię elektryczną przez długie lata.
W modułach nie występują żadne ruchome elementy, żadne materiały eksploatacyjne nie są pochłaniane, jak również żadne zanieczyszczenia nie są emitowane. Moduły nie wymagają żadnej konserwacji, a przy tym są idealnie ciche. Żywotność fotoogniw projektowana jest przez producentów na nie mniej niż 30lat natomiast gwarancja producenta na moc wyjściową uzyskiwaną z fotoogniw to często 25lat! 
Promienie słoneczne padając na moduł wywołują ruch elektronów w następstwie czego bateria słoneczna produkuje prąd elektryczny o stałej częstotliwości. Wyprodukowany w ten sposób prąd przekazywany jest do przetwornicy, która zmienia napięcie prądu stałego w prąd zmienny o napięciu 230V. Tak powstały prąd jest identyczny z prądem, jaki jest dostarczany przez energetykę. Wyprodukowany przez Nas prąd trafia w całości do sieci publicznej,a jeden z zamontowanych liczników wskazuje wartość całkowitej ilości prądu wytworzonego przez Nasz system fotowoltaiczny. Drugi licznik wskazuje ilość energii pobranej z sieci publicznej. Na podstawie obydwu wartości liczników, zakład energetyczny wystawia fakturę korygująca lub zwraca pobraną od Nas opłatę. 
Promienie słoneczne padając na moduł wywołują ruch elektronów w następstwie czego bateria słoneczna produkuje prąd elektryczny o stałej częstotliwości. Wyprodukowany w ten sposób prąd przekazywany jest do akumulatora, którego ładowanie kontroluje regulator ładowania i zabezpiecza akumulator przed przeładowaniem. Podczas poboru energii, prąd przekazywany jest z akumulatorów do przetwornicy, która zmienia napięcie prądu stałego w prąd zmienny o napięciu 230V. Tak powstały prąd jest identyczny z prądem, jaki jest dostarczany przez energetykę. Wyprodukowany prąd zasila wszytkie urządzenia elektryczne w danym obiekcie.
Promienie słoneczne padając na moduł wywołują ruch elektronów w następstwie czego bateria słoneczna produkuje prąd elektryczny o stałej częstotliwości. Wyprodukowany w ten sposób prąd przekazywany jest do akumulatora, którego ładowanie kontroluje regulator ładowania i zabezpiecza akumulator przed przeładowaniem. System fotowoltaiczny jest wspierany turbiną wiatrową, która także produkuje prąd stały o niskim napięciu i przekazujego do akumulatora. Turbina wiatrowa posiada wbudowany regulator ładowania, który także kontroluje prace akumulatora. Podczas poboru energii, prąd przekazywany jest z akumulatorów do przetwornicy, która zmienia napięcie prądu stałego w prąd zmienny o napięciu 230V. Tak powstały prąd jest identyczny z prądem, jaki jest dostarczany przez energetykę. Wyprodukowany prąd zasila wszytkie urządzenia elektryczne w danym obiekcie.
Instalacje systemu fotowoltaicznego można traktować jako pewnego rodzaju inwestycje. Dla przeciętnego gospodarstwa domowego zamontowanie kilku fotogoniw może dać relatywnie duży spadek kosztów związanych z opłatami za energię elektryczną(szczególnie latem). Dla firm, inwestycja ta może przynieść nie tylko obniżenie kosztów działalności, czy dodatkowe zabezpieczenie w energię w razie braku w dostawach prądu od energetyki. To również może być przykład zastosowania tzw. marketingu ekologicznego, który już znalazł zastosowanie na zachodzie-teraz większość z nich stara się o opinię firmy przyjzanej środowisku. Od niedawna w Polsce takim przykłdem świeci Tesco w Zdzieszowicach na Opolszczyźnie, gdzie zużycie energii zmalało o 30%. Co więcej duża część inwestycji może zostać pokryte z dofinansowań z wojewódzkiego funduszu ochrony środowiska jako działania proekologiczne bądź ze środków unijnych(więcej o dofinansowaniach poniżej). Warto zaznaczyć, że inwestycje w systemy fotowoltaiczne charakteryzują się niskim stopniem ryzyka, co w pąłączeniu z długim okresem gwarancji na moc wyjściową modułów daje całkiem ciekawą propozycję inwestycyjną. Trudno bowiem spodziewać się, że w najbliżysz latach słońce przestanie całkowicie świecić, a jak pokazują badania ostatnich lat, nad Polską słońca pojawia się z roku na rok coraz więcej. Powiedzieć należy również, że nasłonecznienie Naszego kraju nieodbiega znacząco od tego jaki mają kraje sąsiednie - chociażby Niemcy czy Czechy, gdzie zastosowane fotoogniw ma dość znaczący charakter. Oprócz kożyści ekonomicznych z zainstalowania fotoogniw dla środowiska płyną również kożysci ekologiczne, których chyba wyjaśniac nie trzeba. Montując system fotowoltaiczny nie tylko dbamy o środowisko, ale przedewszystkim dbamy o samych siebie i przyszłe pokolenia. 
design hubertuss 
