Fotovoltaikassa

Fotovoltaikassa tarkoitetaan teknologiaa, jolla auringon säteily muutetaan suoraan sähköenergiaksi. Yleisesti käytetään aurinkopaneeleita, joissa fotonien energia vapauttaa elektroneja p-n-liitoksissa. Järjestelmän sähköinen tuotanto on DC-energiaa, jota invertterin avulla muunnetaan verkko- tai käyttöön sopivaksi AC-sähköksi.

Perusjärjestelmä koostuu aurinkopaneeleista, tukirakenteista, kaapeloinnista sekä sähköisestä ohjaus- ja suojakomponenteista. Verkkoyhteydessä olevat järjestelmät kytketään invertteriin ja mittauslaitteisiin, joiden kautta tuotanto ja kulutus voidaan hallita. Joissain järjestelmissä on mahdollisuus varastoida energiaa akkujen muodossa.

Teknologian kannalta yleisimmät paneelit perustuvat silikonin soluihin: monokiteiset ja polykrystaliset Si-paneelit. Ohutkalvotekniikoihin kuuluvat CdTe- ja CIGS-paneelit, jotka voivat olla kevyempiä ja joustavampia. Perovskite- ja tandemrakenteet ovat kehitysvaiheessa ja voivat tulevaisuudessa parantaa kustannus-tehokkuutta.

Suorituskyky riippuu sääolosuhteista, asennuskulmasta ja mahdollisesta varjostuksesta. Kaupallisilla Si-paneeleilla vuosituotanto on tyypillisesti 15–22 prosenttia nimellistehosta, ja elinikä arvioidaan 25–30 vuodeksi. Päästövähennys ja energian omavaraisuus ovat keskeisiä syitä investoida PV-järjestelmiin; kierrätys ja ympäristövaikutukset ovat tärkeä huomio koko elinkaaren aikana.

PV-teknologiaa käytetään sekä yksityis- että julkisella sektorilla: asunnoissa, toimitiloissa ja teollisuudessa. Verkkoon kytketyt järjestelmät voivat hyödyntää nettilaskutusta sekä tukipolitiikkaa. Tulevaisuudessa suurempi rooli on varastoinnilla sekä rakennusten integroinnilla PV:n, niin sanotun rakennuksen integroitu PV:n (BIPV) muodossa, sekä älykkäillä energiajärjestelmillä.