Ogniwa fotowoltaiczne, nazywane są też często bateriami słonecznymi i wykorzystywane są coraz chętniej, zarówno przez osoby prywatne, jak i w obiektach użyteczności publicznej. Możemy spotkać je przy znakach drogowych, czy tablicach informacyjnych – służą one do ich zasilania. Są stosowane z reguły tam, gdzie ciężko doprowadzić sieć elektryczną lub takie działanie jest mało opłacalne. Co ciekawe pierwsze ogniwa fotowoltaiczne pojawiły się już pod koniec XIX wieku. Wtedy też przy ich pomocy uzyskano po raz pierwszy prąd. Wówczas do ich budowy wykorzystywano selen i złoto i charakteryzowały się one sprawnością energetyczną na poziomie 1 procenta. Dzisiejsze ogniwa fotowoltaiczne najczęściej zbudowane są z krzemu. Te najpopularniejsze charakteryzują się sprawnością energetyczną na poziomie ok. 20%. Obecnie najlepsze osiągają wyniki powyżej 40% (Sharp IMM 302x - 44.4%; Soitec 4-J 297x - 44.7%).

Rodzaje ogniw fotowoltaicznych i ich parametry

Ogniwa fotowoltaiczne najczęściej dzieli się z uwagi na postać krzemu, jaka została użyta do ich produkcji. I tak wyróżniamy ogniwa:

• amorficzne – wytwarzane są z niewykrystalizowanego krzemu. Są one najtańsze, ale trzeba liczyć się z tym, że mają też najniższą efektywność. Najczęściej wykorzystywane są jako elementy modułów transparentnych w konstrukcjach użyteczności publicznej (stanowią elementy dachów, fasad i balustrad);
• polikrystaliczne – tworzone są z wykrystalizowanego krzemu, który na ogół posiada niebieską barwę. Są to ogniwa o średniej cenie. To właśnie te ogniwa najchętniej wybierane są do tworzenia modułów stosowanych w domach jednorodzinnych. Wskazuje się je również jako najbardziej optymalne dla warunków jakie panują w naszym kraju;
• monokrystaliczne – ogniwa te produkowane są z dużych kryształów krzemu. Odpowiedniej wielkości kawałek krzemu zostaje pocięty na cienkie płytki. Są one najbardziej wydajne, dodatkowo charakteryzują się wysoką żywotnością. Za ich wysoką jakością w parze idzie wysoka cena.

W ostatnich latach nastąpił również rozwój ogniw fotowoltaicznych drugiej generacji. Te ogniwa dzieli się na dwa typy:

• ogniwa CdTe – wykonywane są z tellurku kadmu. Pojedynczy moduł składa się z jednego ogniwa o średniej sprawności energetycznej (porównywalnej z modułami amorficznymi). Charakteryzuje je stosunkowo niskie zużycie półprzewodnika, dlatego wskazuje się na ich dobry stosunek ceny do mocy;
• ogniwa CIGS – wykonane są z mieszkanki miedzi, galu, selenu i idu. Sprawność tych ogniw porównywana jest z ogniwami polikrystalicznymi. Jednak mogą one być produkowane metodą druku przemysłowego, co sprawia, że są one stosunkowo tanie.

Wybierając moduły fotowoltaiczne należy zwrócić uwagę przede wszystkim na dwa parametry, które podawane są przez producentów:

• tolerancje mocy – parametr ten oznacza, iż deklarowana moc modułu w podanych przez producenta warunkach nie będzie niższa niż podana wartość. Wartość ta powinna być dodatnia i określona w przedziale od 0 do 5%;
• moc w szczycie (często określana również jako moc w piku) – wartość ta oznaczana jest symbolem Wp. Parametr ten określa moc, jaka jest osiągana przez ogniwo przy optymalnych warunkach. Trzeba jednak pamiętać, że ogniwa z czasem tracą swoją moc – jest to około 0,5% rocznie. W sprzedaży można znaleźć moduły o mocy od 30 do 300 Wp (w zależności od ich wielkości).

Efektywność ogniw fotowoltaicznych

Tak, jak wspominaliśmy panele fotowoltaiczne są dobrym rozwiązaniem wszędzie tam, gdzie pociągnięcie sieci energetycznej jest niemożliwe lub koszty takiego działania są bardzo wysokie. Jednak pamiętać trzeba, że ogniwa fotowoltaiczne największą efektywność wykazują w miesiącach od kwietnia do sierpnia, czyli w okresie największego nasłonecznienia. Poza tym okresem ich wydajność może spaść nawet o 30% w porównaniu z pełną mocą. W celu zwiększenia wydajności, można zastosować pozycjoner - urządzenie to służy do automatycznego obracania ogniw słonecznych w kierunku słońca, maksymalizując tym samym ilość wyprodukowanej energii elektrycznej.