Zjawisko fotowoltaiczne, znane także jako efekt fotowoltaiczny, to reakcja ściśle związana z oddziaływaniem promieni słonecznych na panel fotowoltaiczny. Kiedy zachodzi zjawisko fotowoltaiczne, pod wpływem odbieranej przez panel energii słonecznej tworzą się nośniki ładunków elektrycznych. Następnie przeobrażają się one w gotowy do wykorzystania prąd. Za odkrywcę efektu fotowoltaicznego uznaje się Aleksandra Edmunda Becquerela, francuskiego fizyka, który dokonał odkrycia w 1839 roku. To on skonstruował pierwszy na świecie prototyp ogniwa fotowoltaicznego.
Zjawisko fotowoltaiczne i jego wpływ na klimat
Odnawialne źródła energii pozwalają nam pozyskiwać prąd w dużo bardziej ekologiczny sposób. Nie tylko są więc zdecydowanie mniej szkodliwe dla środowiska naturalnego, ale, jak sama ich nazwa wskazuje, nigdy się nie wyczerpują. Do odnawialnych źródeł energii zalicza się energię słoneczną, a także wiatr, prądy i pływy morskie, energię jądrową, biomasę, biogaz i biopaliwa. Dwoma najpopularniejszymi rodzajami odnawialnej energii są te pozyskiwane z wiatru oraz energii słonecznej. Zjawisko fotowoltaiczne jest zatem wykorzystywane bardzo często. Dzięki rozwojowi technologii obecnie nawet we własnych domach możemy montować panele fotowoltaiczne, które zasilają wszystkie używane urządzenia elektryczne. Fotowoltaika pozwala nam także poczynić znaczne oszczędności.
Efekt fotowoltaiczny zimą – czy panele słoneczne działają, gdy na zewnątrz pada śnieg?
Panele solarne mają to do siebie, że w ciągu dnia, dzięki zachodzeniu zjawiska fotowoltaicznego, wytwarzają duże pokłady energii elektrycznej. Z kolei nocą, gdy nie mogą czerpać z promieni słonecznych, niestety w większości przypadków nie produkują prądu. Kwestia utrzymania dobowej produkcji na odpowiednio wysokim poziomie staje się kłopotliwa także zimą, kiedy dni są znacznie krótsze. Wówczas panele wytwarzają znacznie mniej energii niż wiosną czy latem. Problem ten najmocniej uwidacznia się w grudniu oraz styczniu. Wynika on przede wszystkim z mniejszej ilości światła słonecznego w ciągu dnia. Wbrew pozorom nie oznacza to jednak, że zimą panele fotowoltaiczne są nieefektywne! Niewiele osób zdaje sobie sprawę z tego, że wydajność modułów fotowoltaicznych wzrasta wraz z obniżaniem się temperatury. Panele słoneczne pracują zatem najefektywniej w słoneczne, lecz chłodne dni. Te z kolei najczęściej trafiają się właśnie zimą.
Na zawarte w nagłówku pytanie, czy zjawisko fotowoltaiczne zachodzi także zimą, należy zatem odpowiedzieć twierdząco. Nie tylko latem możemy czerpać energię elektryczną ze słońca. Jedyne zakłócenia w produkcji prądu przez panele solarne mogą być spowodowane przez duże nagromadzenia chmur utrzymujące się na niebie przez dłuższy czas. Problemem może być także zalegający na panelach śnieg, jednak wystarczy się go pozbyć, aby instalacja znów pracowała wydajnie. Dlatego wymagane jest odśnieżanie powierzchni płyt, jeżeli śnieg nie chce zsuwać się z nich samodzielnie.
Efekt fotoelektryczny wewnętrzny i zewnętrzny – co to takiego?
Na czym polega zjawisko fotoelektryczne? Jest ściśle powiązane ze zjawiskiem fotowoltaicznym. W obu z nich światło jest absorbowane przez materiał, a w efekcie wytwarza się energia elektryczna. Efekt fotoelektryczny zewnętrzny to zjawisko fizyczne polegające na emisji elektronów z powierzchni danego przedmiotu. Z kolei efekt fotoelektryczny wewnętrzny dotyczy przenoszenia nośników z ładunku elektrycznego między pasmami energetycznymi przy jednoczesnym naświetlaniu promieniowaniem elektromagnetycznym – w tym przypadku słońcem. Powstająca w ten sposób energia kinetyczna fotoelektronów nie jest zależna od natężenia światła, a od jego częstotliwości. Matematycznego wyjaśnienia efektu fotoelektrycznego zewnętrznego oraz wewnętrznego dokonał Albert Einstein.
Czy zjawisko fotowoltaiczne kosztuje? Podatek od efektu fotowoltaicznego
Podatek od fotowoltaiki jeszcze do niedawna budził poważne obawy u osób, które zdecydowały się na montaż instalacji i produkcję prądu we własnym zakresie. Okazuje się jednak, że podatek ten płacą jedynie przedsiębiorcy zajmujący się wytwarzaniem energii. Prosumenci, czyli odbiorcy końcowi, którymi mogą być osoby fizyczne, przedsiębiorstwa czy wspólnoty mieszkaniowe, nie zapłacą podatku za wykorzystywanie energii słonecznej.
Wady i zalety fotowoltaiki
| Zalety | Wady |
| Niezależność od podwyżek cen prądu; | Konieczność czyszczenia i ewentualnego odśnieżania paneli |
| Źródło ekologicznej energii | Wydajność do pewnego stopnia uzależniona od warunków pogodowych |
| Dofinansowanie instalacji | Wysoki jednorazowy koszt montażu |
| Darmowe nadwyżki prądu | |
| Bezpieczeństwo energetyczne; | |
| Zwiększona wartość nieruchomości |
Podsumowując, fotowoltaika ma zdecydowanie więcej plusów niż minusów. Jest to jednorazowa inwestycja, która jednak zwraca się po ok. 8–10 latach użytkowania. Żywotność instalacji fotowoltaicznej liczona jest natomiast w dekadach. Dzięki montażowi paneli fotowoltaicznych zyskujemy stabilność i niezależność energetyczną na długie lata. Jest to zatem rozwiązanie bardzo korzystne, biorąc pod uwagę rosnące ceny energii i potencjalne przerwy w dostawie prądu. Ponieważ zjawisko fotowoltaiczne zachodzi niemal stale – również zimą, z panelami słonecznymi nie musimy obawiać się, że zabraknie nam energii do zasilania domowych urządzeń.