Datasets:

rafalposwiata

/

open-coursebooks-pl

like 3

[ "Ogniwo fotowoltaiczne, gdzie cienka warstwa krystalicznego krzemu typu n jest umieszczona pomiędzy dwoma cienkimi warstwami krzemu amorficznego nazwana jest typu HIT (ang. Heterojunction with Intrinsic Thin Layer) to jedno z rozwiązań powstałych w wyniku prac, mających na celu uzyskanie wyższej wydajności ogniw komercyjnych. Ogniwo to łączy w sobie zarówno krystaliczne, jak i amorficzne cechy projektowania ogniw krzemowych w jednej strukturze. Budowę ogniwa fotowoltaicznego typu HIT przedstawiono na Rys. 1.", "Wewnętrzna cienka warstwa krystalicznego krzemu typu n jest umieszczona pomiędzy dwoma cienkimi warstwami krzemu amorficznego. Ta wewnętrzna warstwa najpierw poddawana jest teksturyzacji ( Rys. 2 ), a następnie pokrywana odpowiednimi warstwami krzemu amorficznego. Przednia warstwa krzemu krystalicznego typu n pokrywana jest amorficznym krzemem a-Si o grubości do 10 nm, a następnie amorficznym krzemem a-Si typu p, tylną natomiast pokrywa się amorficznym krzemem a-Si o grubości do 10 nm i amorficznym krzemem a-Si typu n. Na wierzch z obu stron nakładane są elektrody zbierające ładunki (styki sitodrukowe). Bardzo cienkie wewnętrzne warstwy a-Si, występujące pomiędzy a-Si a krystalicznym podłożem c-Si, mają za zadanie poprawę działania złącza p-n. Na obu domieszkowanych warstwach powstają przezroczyste warstwy tlenku przewodzącego (TCO), a następnie są drukowane ścieżki przewodzące. Metalizacja tyłu jest również grzebieniowa w celu zmniejszenia naprężeń termicznych i mechanicznych, dzięki czemu ogniwo jest symetryczne i możliwe jest wykorzystanie go jako ogniwo dwustronne.", "Ogniwa zaprojektowane są w taki sposób, aby zredukować zajmowaną przez nie powierzchnię i osiągnąć większą wydajność w stosunku do standardowych ogniw krystalicznych ( Rys. 3 ), które dostępne są na rynku. Ogniwa typu HIT były zaprezentowane przez firmę Sanyo Electric Solar Division, która produkuje tego typu ogniwa w kształcie klasycznym i tzw. plastrze miodu, aby lepiej wykorzystać stosunkowo drogie monokryształy oraz powierzchnię czynną panelu fotowoltaicznego.", "Ogniwa tego typu nie są czułe na wyższe temperatury, co powoduje, że ich sprawność w wyższych temperaturach nie ulega zbyt dużym zmianom [1]. Technologia HIT pozwala produkować ogniwa, które wykazują wysoką wydajność w temperaturze 75 \\( _{}^{o}\\textrm{C} \\). Technologia ta zapewnia doskonałą pasywację powierzchni przy stosunkowo niskich temperaturach procesów (poniżej 200 \\( _{}^{o}\\textrm{C} \\)), pozwala zmniejszyć degradację przez cały czas użytkowania ogniwa fotowoltaicznego.", "Firma Panasonic ogłosiła, że opracowała ogniwo o sprawności \\( 25,6\\% \\). Uwodorniony amorficzny krzem, przygotowany przez plazmowe osadzanie par (PECVD), ma wyższą przerwę energetyczną niż materiał krystaliczny. W związku z tym materiał ten tworzy heterozłącze o szerokim paśmie wzbronionym, zapewniając bardzo skuteczną, niską rekombinowalność wytworzonych ładunków. Najwyższa cienka mocno domieszkowana warstwa amorficzna typu p tworzy złącze z krystalicznym waflem typu n. Interweniująca, bardzo cienka wewnętrzna amorficzna warstwa krzemu odgrywa ważną rolę w uzyskaniu wysokiego poziomu wydajności [2], [3].", "Ponieważ przewodność nawet mocno domieszkowanego amorficznego krzemu jest dość niska, ze względu na niską mobilność nośnika, przezroczyste tlenki przewodzące są potrzebne zarówno na przedniej, jak i tylnej powierzchni ogniwa, aby umożliwić transport nośnika do metalowych styków sitodruku na obu powierzchniach. Ponieważ tylny styk może być przeźroczysty, ogniwo może reagować na światło z obu stron. Może to poprawić moc wyjściową w instalacjach, w których tył panelu jest wystawiony na działanie światła rozproszonego z otoczenia [4]. Istnieje jeszcze kilka innych ciekawych cech tej technologii. Jakość pasywacji powierzchni uzyskanej z amorficznej warstwy krzemu daje rekordowe napięcia wyjściowe ogniwa, które zostały potwierdzone przez H. Sukatai [2], [3]. Stanowią one podstawę wysokiej efektywności konwersji energii ogniwa. Ponadto ta technologia wykorzystuje wafle typu n, domieszkowane fosforem, co pokonuje problemy z wadami boru i tlenu. Temperatury obróbki ogniw fotowoltaicznych są typowe dla amorficznych krzemowych ogniw i znacznie niższe niż w przypadku ogniw z krzemu krystalicznego. Główną słabością techniczną tej technologii jest to, że przezroczyste warstwy tlenku przewodzącego nie są idealnie przejrzyste, ani doskonale przewodzące. Wymusza to kompromis między pochłanianiem światła w tych warstwach, a stratami odporności bocznej. Światło pochłaniane w mocno domieszkowanych warstwach amorficznych w tych ogniwach wpływa na zmniejszenie mocy wyprodukowanej przez ogniwo. Poszczególne ogniwa osiągnęły potwierdzoną wydajność do \\( 24,7\\% \\) [5]." ]

[]

[ "Ogniwa fotowoltaiczne, będące podstawowym składnikiem paneli fotowoltaicznych, wykonywane są z wafli krzemowych monokrystalicznych, polikrystalicznych i amorficznych. Technologie ich produkcji są nieustannie modernizowane po to, aby poprawić ich parametry techniczne, obniżyć koszty, tak aby stawały się coraz bardziej atrakcyjne dla nabywców. W laboratoriach trwają obecnie prace nad ogniwami cienkowarstwowymi, tworzonymi zarówno ze związków nieorganicznych jak i organicznych. Panele fotowoltaiczne w postaci cienkiej warstwy, którą można by nakleić na dach, dopasować do jego kształtu i koloru dachu z pewnością przyciągnęłyby uwagę właścicieli domów, zainteresowały architektów i projektantów. Grubość warstwy aktywnej w ogniwie cienkowarstwowym wykonanym ze związków nieorganicznych zwykle nie przekracza 20 \\( \\mu m \\). Zużycie surowca półprzewodnikowego jest więc niewielkie [1], potencjalna elastyczność ogniwa także jest zapewniona. Istotne jest także, aby taka warstwa aktywna miała wysoką wartość współczynnika absorpcji, ponieważ wpływa to na efektywność konwersji energii świetlnej na elektryczną. W przypadku, gdy do budowy ogniw fotowoltaicznych wykorzystywane są materiały organiczne, grubość warstwy aktywnej nie przekracza 1 \\( \\mu m \\), ponieważ współczynnik absorpcji tych materiałów jest dużo wyższy niż materiałów półprzewodnikowych. Ogniwa cienkowarstwowe pracują wydajnie nawet przy zacienieniu ogniwa, temperatura ma mniejszy wpływ na ich moc wyjściową, a ponadto można je sporządzić w niemal dowolnie zaprojektowanym kształcie i wyglądzie. Mankamentem tych ogniw może być niższa wydajność, gdy wykorzystywany jest inny materiał niż krzem i to, że użyty materiał może być toksyczny. Warstwy aktywne w cienkowarstwowych ogniwach fotowoltaicznych nakładane są na podłoża transparentne lub nieprzezroczyste i stosuje się różne metody ich nakładania. W przypadku podłoża transparentnego nakłada się najpierw elektrodę przezroczystą, potem warstwy aktywne fotowoltaicznie i na końcu drugą elektrodę. Zaś w przypadku, gdy podłoże jest nieprzezroczyste, najpierw nakłada się elektrodę, która może być nieprzezroczysta, na nią warstwy fotowoltaicznie aktywne, a na koniec elektrodę przezroczystą. Grubość poszczególnych warstw zawiera się w granicach od 100 do 500 nm. Do budowy ogniw fotowoltaicznych wykorzystywane są materiały o różnych właściwościach. Warto podkreślić, że podłoża powinny zapewniać odpowiednią trwałość mechaniczną ogniwa, a w przypadku ogniw elastycznych materiał powinien być odporny na zginanie. Elektrody powinny być z materiałów tak dobranych, żeby oporność pomiędzy materiałem fotowoltaicznym i elektrodą była jak najmniejsza. Obecnie do budowy cienkowarstwowych ogniw fotowoltaicznych najbardziej korzystnymi materiałami są polikrystaliczne struktury, zawierające dwuselenek galowo-indowo-miedziowy \\( CuIn_{x}Ga_{1-x}Se_{2} \\), czy tellurek kadmu CdTe [2]. Ogniwa fotowoltaiczne z warstwą CdTe w warunkach laboratoryjnych osiągają wydajność w granicach \\( 16\\% \\) (w produkcji niestety ok. \\( 10\\% \\)). Trwają jednak prace, aby w pełni wykorzystać potencjał tych ogniw, a krytycznymi problemami przy poprawie ich efektywności są:", "Na Rys. 1 przedstawiono strukturę cienkowarstwowego ogniwa fotowoltaicznego. Na szklanym podłożu umieszczona jest warstwa metalu, która tworzy kontakt omowy z półprzewodnikiem typu p, czyli warstwą absorbera (CIS, CIGS lub CGS). Tworząca z nią złącze p-n warstwa siarczku kadmu (CdS) – półprzewodnika o przewodnictwie typu n – poprzedzona jest uporządkowaną warstwą wakansów (ang. Ordered Vacancy Compound, OVC). Warstwa buforowa CdS ma za zadanie dopasowanie krawędzi pasm przewodnictwa warstwy CIGS i okna, którym jest tlenek cynku ZnO. Szkło sodowo-wapniowe o współczynniku rozszerzalności termicznej około \\( 9\\cdot 10^{-6} K^{-1} \\) jest najczęściej wykorzystywanym podłożem w przypadku cienkowarstwowych paneli fotowoltaicznych typu CIGS. Typowa kompozycja tego szkła zawiera takie tlenki jak \\( Na_{2}O \\) i CaO, które są źródłem zanieczyszczeń w pozostałych warstwach panelu. Warstwa absorbera, odpowiadająca za absorpcję fotonów i generowanie nośników prądu elektrycznego jest najważniejszym materiałem w ogniwie cienkowarstwowym. Zazwyczaj składa się ona z dwóch trójskładnikowych stopów: \\( CuInSe_{2} \\) i \\( CuGaSe_{2} \\), ze stosunkiem y = Ga/(Ga+In) z zakresu od 0 do 1. Najefektywniejszą warstwę wykorzystywaną w fotowoltaice uzyskuje się dla y = 0,11 - 0,26. Stop \\( CuInSe_{2} \\) jest półprzewodnikiem o prostej przerwie energetycznej, wynoszącej 1,05 eV (do ok. 1,65 eV w przypadku stopu \\( CuGaSe_{2} \\)) oraz o bardzo dużym współczynniku absorpcji α = 105 \\( cm^{-1} \\) dla fotonów o energiach > 1,4 eV. Materiały należące do grupy II-(III)-VI są nazywane chalkopirytami, ponieważ krystalizują w takim samym układzie co chalkopiryt \\( CuFeS_2 \\)– popularny minerał z gromady siarczków. Struktura kryształu oparta jest na układzie regularnym, tzw. strukturze blendy cynkowej. Właściwości półprzewodnikowe chalkopirytów są związane z ich podobieństwem elektrycznym i strukturalnym do półprzewodników z grupy IV, takich jak krzem czy german. Jedną z głównych cech \\( CuIn_{x}Ga_{1-x}Se_{2} \\) jest niewrażliwość parametrów optoelektronicznych struktury na znaczne wahania składu materiału. Optyczne i elektryczne właściwości \\( CuInSe_{2} \\) zależą silnie od stosunku Cu/In oraz od struktury krystalicznej materiału. Koncentracja dziur zależy od nadmiaru selenu i od stosunku Cu/In. Wraz ze zmniejszaniem się stosunku Cu/In maleje koncentracja dziur. Rezystywność warstwy typu p wzrasta o ponad pięć rzędów wielkości, gdy stosunek Cu/In zmniejsza się od 1,1 do 0,9. Warstwą buforową w cienkowarstwowych ogniwach fotowoltaicznych typu CIGS jest siarczek kadmu CdS o przewodnictwie typu n, który wraz z warstwą absorbera tworzy strukturę heterozłącza n–CdS/p–CIGS. Siarczek kadmu posiada dużą przerwę energetyczną Eg = 2,4 eV. Zaletą takiego połączenia jest przezroczystość materiału o większej przerwie energetycznej dla promieniowania pochłanianego w materiale o mniejszej przerwie energetycznej. Powoduje to, że materiał o większej przerwie energetycznej stanowi okno dla promieniowania, które zostanie zaabsorbowane w warstwie o mniejszej szerokości przerwy energetycznej. Do wad należy zaliczyć zjawisko rekombinacji promienistej w półprzewodniku o mniejszej przerwie energetycznej [3], [4]. Wszystkie produkowane obecnie ogniwa z CdTe wykonuje się głównie jako heterostruktury o konstrukcji przedstawionej na Rys. 1. Światło pada na heterozłącze od strony podłoża przez elektrodę z TCO (ang. Transparent Conducting Oxide). Warstwa CdS spełnia funkcję okna optycznego oraz pomaga zmniejszyć wpływ procesu rekombinacji w obszarze kontaktu n-CdS/p-CdTe. Wszystkie produkowane obecnie ogniwa z warstwą CIGS wykonuje się jako heterostruktury, w których światło pada na heterozłącze przez przezroczystą warstwę tlenku przewodzącego TCO. Zazwyczaj tworzą ją dwie warstwy tlenku cynku ZnO – jedna o wysokiej rezystywności i druga, silnie domieszkowana o przewodnictwie typu n+. Przerwa energetyczna ZnO, Eg = 3,3 eV, pozwala fotonom o długości fali 350 nm i większej na przejście przez materiał w głąb struktury. Koszty produkcji ogniw wykonanych na bazie tellurku kadmu CdTe są stosunkowo niskie. Jednak w szerszym ich propagowaniu przeszkadza fakt, iż zawierają znaczne ilości kadmu, który jest pierwiastkiem trującym. Cienkowarstwowe ogniwa fotowoltaiczne z warstwą dwuselenku miedziowo-indowo-galowego CIGS określane są jako najbardziej obiecujące ogniwa ze względu na technologię wytwarzania i niskie koszty produkcji. W warunkach laboratoryjnych sprawność tych paneli jest bliska \\( 20\\% \\). Wielkość szerokości przerwy energetycznej bliska wartości optymalnej oraz możliwie szeroki wybór struktur współpracujących z warstwą CIGS, czynią je wysoce atrakcyjnymi z punktu widzenia zastosowania w przemyśle fotowoltaicznym [5].", "Ogniwa cienkowarstwowe wytwarza się korzystając z:", "Fotowoltaiczne ogniwa cienkowarstwowe, dzięki małym warstwom absorbującym światło, z wydajnymi półprzewodnikami, cieńszymi i dużo lżejszymi od ich tradycyjnych odpowiedników, o bardzo estetycznym wyglądzie i niemal dowolnym kształcie są bardzo atrakcyjną ofertą do stosowania. Reasumując, do ich niekwestionowanych zalet należą:", "Producenci, tacy jak Sharp czy First Solar, oprócz paneli krzemowych mono- i polikrystalicznych, oferują panele cienkowarstwowe. Nazwa ta dobrze określa ich budowę – warstwy absorbujące światło są około 350 razy cieńsze, niż w standardowych ogniwach krzemowych. Są również elastyczne i dopasowują się do kształtu dachu, a ich grubość nie przekracza 20 \\( \\mu m \\)> Naklejenie ich na dach, zamiast umieszczenia grubych i sztywnych paneli krzemowych, to bardzo interesująca propozycja." ]

[]

[ "Konwencjonalne ogniwo fotowoltaiczne Jednym z najwcześniej wykonanym ogniwem fotowoltaicznym [1] jest ogniwo na waflu półprzewodnika typu p. Na przednią powierzchnię wafla naniesiona została tzw. warstwa emitera n+, wykonaną najczęściej przez domieszkowanie fosforu na powierzchnię. Na tę powierzchnię nałożono elektrody (Ag), a następnie ogniwo pasywowano przez dielektryk (np. \\( SiN_{x} \\)), który działa także jako warstwa antyrefleksyjna. Tylna powierzchnia półprzewodnika Si typu p jest pokrywana aluminium tworząc z Si złącze, które przeciwdziała docieraniu ładunków mniejszościowych do tylnej powierzchni ( Rys. 1 ).", "Ogniwo typu PERC (ang. Passivated Emitter and Rear Cell) to technologia pasywacji emitera i tylnej części ogniwa. W odniesieniu do standardowych ogniw, ogniwo typu PERC [2] posiada dodatkową warstwę dielektryka, która zwiększa efektywność ogniwa przez to, że odbija każde światło docierające do tylnej warstwy ogniwa, nie generując ekscytonu. Dzięki temu odbiciu, fotony mają drugą szansę na wytworzenie prądu.", "Ogniwo typu PERC może zmniejszyć rekombinację elektronów na tylnej powierzchni poprzez dodanie dodatkowej warstwy dielektrycznej między warstwami krzemu i elektrodą aluminiową, tak aby tylko aluminium stykało się z niewielką częścią obszaru ogniwa. Dodatkowe warstwy dielektryczne \\( SiO_{2} \\) i \\( Al_{2}O_{3} \\) znacznie redukują rekombinację elektronów na powierzchni, co prowadzi do zwiększenia wydajności ogniwa. W ogniwie fotowoltaicznym typu PERC, jak pokazano na Rys. 2, zarówno przednia, jak i tylna jego powierzchnia są pasywowane przez dielektryk. Małe otwory tylnej warstwy dielektrycznej są wytworzone laserem, dzięki czemu metal elektrody może skontaktować się z tylną powierzchnią ogniwa. W porównaniu do konwencjonalnych ogniw fotowoltaicznych Si, ogniwo typu PERC jest w stanie poprawić wydajność, głównie ze względu na dodatkową pasywacyjną warstwę dielektryczną z tyłu. Dodatkowa tylna warstwa dielektryczna odbija fotony z powrotem do ogniwa. Powoduje to wydłużenie drogi optycznej fotonu, a przez to większą absorpcję światła i zwiększenie generowania prądu.", "Ogniwa fotowoltaiczne typu PERT [3]. Innowacyjnym i jeszcze bardziej wydajnym elektrycznie rozwiązaniem, w stosunku do PERC, jest ogniwo fotowoltaiczne typu PERT (ang. Passivated Emitter Rear Cell Totally Diffused). W tylnej warstwie pasywacyjnej tego ogniwa nie ma otworów i dlatego nie pozwala ona na ucieczkę elektronów, tylko zmusza je do odbijania się od tyłu ogniwa i ponownego krążenia w nim, dając elektronom szansę na dostanie się do złącza p-n. W technologii PERT warstwa pasywacyjna stawia barierę, zapobiegając ucieczce elektronów, co sprawia, że po odbiciu od tylnej warstwy trafiają do ogniwa, co zwiększa uzysk energii. Poniższa grafika obrazuje to zjawisko ( Rys. 3 ).", "Ogniwa typu PERT posiadają większą możliwość absorpcji promieniowania słonecznego, a tym samym większą wydajność. Pasywacja tylnej części ogniwa powoduje odbicie promieni słonecznych w kierunku aktywnej części ogniwa, przez co zwiększa drogę optyczną promienia w ogniwie. Szczególnie jest to ważne dla promieniowania w obszarze podczerwieni, ponieważ absorpcja w tym obszarze charakteryzuje się małym współczynnikiem ekstynkcji. Celem zaabsorbowania promieniowania z obszaru widma w podczerwieni (λ > 800 nm do 1100 nm dla krzemu) trzeba wydłużyć drogę optyczną promienia, co przekłada się na zwiększenie absorpcji i wygenerowanie większej energii. Zastosowanie dodatkowej warstwy krzemu z wdyfundowanym borem pozwala na odcięcie elektrody od ingerencji promieni świetlnych, ponieważ promieniowanie podczerwone zaabsorbowane przez elektrody, a nie zamienione na energię elektryczną, podgrzewa strukturę ogniwa obniżając jego wydajność. Dlatego też dąży się do wykorzystania tej części energii promieniowania słonecznego. Ogniwa typu PERT to ogniwa wykorzystujące światło odbite także od powierzchni Ziemi oraz energii słonecznej rozproszonej.", "Ogniwa typu PERT są budowane w oparciu o wafle krzemowe typu p albo typu n pokazuje Rys. 4. W przypadku konstrukcji ogniwa na waflu krzemowym typu p, warstwa rozpraszająca jest tworzona za pomocą domieszkowania borem tylnej warstwy wafla krzemowego typu p. Warstwa przednia, emiter wafli typu n powstaje poprzez dyfuzję fosforu. W przypadku oparcia konstrukcji ogniwa na waflu krzemowym typu n, emiter, czyli warstwa przednia, uzyskiwana jest przez dyfuzję boru, a tylna przez dyfuzję fosforu ( Rys. 4b). Ogniwa typu PERT nie wykazują znaczącej degradacji wywołanej światłem i mogą być dostosowane do struktury ogniw dwustronnych." ]

[]

[ "Ogniwo fotowoltaiczne jest podstawowym elementem systemu fotowoltaicznego. Pojedyncze ogniwo fotowoltaiczne produkuje zazwyczaj pomiędzy 1 a 2 W mocy, co jest niewystarczające dla większości zastosowań. Dla uzyskania większych napięć lub prądów, ogniwa fotowoltaiczne łączone są szeregowo lub równolegle, tworząc panel fotowoltaiczny (panel PV, zwany czasem modułem fotowoltaicznym). Panele PV dostępne na rynku mają powierzchnię od 0,3 do 2 \\( m^{2} \\) w zależności od mocy. Moc takich paneli wyrażana jest w watach mocy szczytowej (Wp – maksymalna moc w watach), zdefiniowanych jako moc dostarczana przez nie w warunkach standardowych (STC); zwykle kształtuje się ona pomiędzy 30 Wp a 600 Wp. W praktyce, panele PV rzadko pracują w warunkach standardowych, więc użyteczne jest posiadanie charakterystyk prądowo-napięciowych I(U) w szerokim zakresie warunków pracy. Panele PV są hermetyzowane, aby uchronić je przed korozją, wilgocią, zanieczyszczeniami i wpływami atmosfery. Obudowy muszą być trwałe, ponieważ oczekuje się, że czas życia paneli fotowoltaicznych wynosił będzie przynajmniej 20-30 lat. Każdy panel PV składa się z ogniw fotowoltaicznych. Tradycyjne ogniwa fotowoltaiczne mają zwykle wymiary 156 mm x 156 mm, połączone są szeregowo i zależnie od rodzaju jest ich w panelu PV zazwyczaj 60 lub 72. Ogniwa fotowoltaiczne wykonywane są w technologii monokrystalicznej, polikrystalicznej, amorficznej i cienkowarstwowej. Różnice między nimi wynikają z rodzaju materiału użytego do ich produkcji. Ogniwo krzemowe daje napięcie około 0,6 V, co po połączeniu ogniw w szereg daje około 36 V, a ponieważ każde ogniwo fotowoltaiczne oddaje około 9 A prądu, maksymalna moc z panelu PV wynosi około 300 W. Moc jest zależna od technologii wykonania ogniwa fotowoltaicznego. Pojawiają się już technologie i producenci zapowiadający wprowadzenie na rynek paneli PV o mocy 500 W lub 600 W i więcej. Na przykład, Canadian Solar zapowiada produkcję paneli PV o mocy 665 W, zbudowanych ze 132 monokrystalicznych ogniw PERC, o długości boku 210 mm, o wydajności sięgającej \\( 21,4\\% \\) [1]. Panele fotowoltaiczne wytwarzają prąd stały. Natężenie prądu na wyjściu z panelu zależy ściśle od nasłonecznienia. Natężenie prądu można zwiększyć poprzez równoległe połączenie paneli PV w systemie fotowoltaicznym. Napięcie otrzymywane z panelu PV w niewielkim stopniu zależy od poziomu nasłonecznienia, natomiast można go regulować poprzez szeregowe i równoległe łączenie ogniw fotowoltaicznych w panelu PV. Panele fotowoltaiczne mogą pracować przy napięciu 12 V lub 24 V w instalacji odizolowanej, natomiast, gdy są podłączone do sieci energetycznej przy napięciu 240 V lub więcej. Budowę panelu fotowoltaicznego można określić jako budowę \"kanapkową\", czyli taką, która składa się z nakładanych kolejno warstw materiałów i elementów. Produkcję panelu PV zaczyna się od warstwy wierzchniej, czyli od szkła; można powiedzieć, że panel PV składany jest od góry do dołu. Zatem cały proces opisany będzie od górnej warstwy panelu PV, a na jego warstwie dolnej kończąc. Od góry, czyli od strony słonecznej, przed uszkodzeniami mechanicznymi panel PV chroniony jest hartowaną szybą o grubości 3,2 mm lub 4 mm. Szyba ta zmniejsza też ilość odbitego promieniowania słonecznego, ograniczając straty energii, które powodują zmniejszenie uzyskanej przez panel PV mocy. W celu zmniejszenia odbicia światła pomocne jest wypolerowanie powierzchni szkła, pokrycie jej warstwą przeciwodblaskową lub zastosowanie teksturowania powierzchni. Z kolei ogniwa krzemowe ( Rys. 1 ) są pokryte warstwą antyrefleksyjną oraz bardzo cienką metalową siatką i wraz z przewodzącymi prąd szynami zbiorczymi (busbarami) są zabezpieczone folią EVA, tworzącą hermetyczną osłonę. Proces wytwarzania został przedstawiony w filmie \"Solar cell manufacturing and solar panel production by suntech\".", "Na przedniej stronie konwencjonalnych ogniw fotowoltaicznych umieszczona jest elektroda ujemna, którą stanowią cienkie poziome ścieżki (fingers, palce). Palce na bieżąco zbierają ładunki wygenerowane na powierzchni ogniwa fotowoltaicznego, które następnie odbierane są przez szersze pionowe ścieżki, szyny zbiorcze, tzw. busbary. Elektroda dodatnia usytuowana jest na tylnej części ogniwa. Z busbarów prąd przepływa do miedzianej wstążki, która łączy elektrodę ujemną jednego ogniwa z elektrodą dodatnią drugiego. Wstążki umożliwiają więc transport generowanego foto prądu z obszaru jednego ogniwa fotowoltaicznego do następnych ogniw tworzących panel. Dziesięć lat temu wszystkie panele PV były budowane z ogniw fotowoltaicznych zawierających 2 busbary. Obecnie większość paneli fotowoltaicznych bazuje na konstrukcji ogniw fotowoltaicznych zawierających co najmniej 5 busbarów. Zwiększenie liczby busbarów wpływa na podniesienie wydajności ogniw fotowoltaicznych, a także na ich trwałość. Od dołu szczelność panelu PV zapewnia specjalna folia elektroizolacyjna, tzw. backsheet, która nadaje mu też odpowiedni kolor (najczęściej biały, czarny, lub transparentny). Do usztywnienia całej konstrukcji służy rama aluminiowa. Kolejnym elementem jest puszka przyłączeniowa, z której wychodzą dwa kable zakończone wtyczkami, łączące panele w szeregi. W tej puszce znajdują się też diody bocznikujące (bypassy) [2]. Diody bocznikujące są niezbędnym elementem panelu fotowoltaicznego, chroniącym oraz usprawniającym jego działanie. Ogniwa fotowoltaiczne połączone są ze sobą szeregowo w kierunku przewodzenia ( Rys. 2 ). Gdyby któreś ogniwo przestało przewodzić, cały panel PV byłby wyłączony z produkcji prądu, ale diody bocznikujące podłączone w kierunku zaporowym umożliwiają obejście niepracującego ogniwa fotowoltaicznego. Redukują też ryzyko uszkodzenia zacienionego ogniwa fotowoltaicznego – przez zacienione (liśćmi, śniegiem) ogniwo prąd przepływa w kierunku przeciwnym, co powoduje znaczące przegrzanie ogniwa fotowoltaicznego. Przy podłączeniu kilku paneli fotowoltaicznych szeregowo celem zwiększenia napięcia, prąd płynący w obwodzie będzie równy prądowi najsłabszego elementu układu. W przypadku zacieniania jednego z paneli fotowoltaicznych (np. przez komin czy okno wykusza), moc układu radykalnie zmniejszy się. Diody bypass wyłączając z łańcucha zacieniony panel PV, zredukują straty w całej instalacji. Prąd przepływa jak na Rys. 3. Niektóre puszki posiadają specjalny rozłącznik, który rozłączy szereg lub pojedynczy panel PV w razie awarii.", "Na Rys. 4 pokazano przykładowe podłączenie trzech i dziesięciu diod bypass, które sprawia, że w trakcie zacienienia części panelu PV, ta część zostaje wyłączona z działania.", "Włączenie diod bypass do panelu fotowoltaicznego powoduje podzielenie panelu na 3 części w przypadku włączenia trzech diod bypass i na 10 części w przypadku dziesięciu diod bypass. Taki podział pozwala na wykorzystanie każdej części osobno do produkcji energii elektrycznej niezależnie od stanu pozostałych elementów ogniwa fotowoltaicznego. W tablicach określających właściwości paneli fotowoltaicznej zwykle są podawane:", "Właściwości te umożliwiają ocenę jakości ogniw fotowoltaicznych, które tworzą panel PV jak i sam panel. Panele PV dzielą się na trzy klasy A, B i C. Panele PV klasy A powinny mieć współczynnik wypełnienia FF powyżej 0,75. Trzeba także wziąć pod uwagę, że nasłonecznienie w Polsce zazwyczaj jest w granicach od 200 \\( \\frac{W}{m^{2}} \\) do 600 \\( \\frac{W}{m^{2}} \\) i uwzględnić to przy planowaniu elektrowni fotowoltaicznej." ]

[]

[ "Panele fotowoltaiczne zbudowane są z ogniw. Zazwyczaj jest ich 60, lub 72, a czasem więcej, w zależności od mocy, jaką zamierza się uzyskać z pojedynczego panelu. Trzeba jasno powiedzieć, że wydajność komercyjnych ogniw fotowoltaicznych jest obecnie na poziomie \\( ~25\\% \\) i aby panel charakteryzował się większą mocą musi zajmować większą powierzchnię. Moc standardowego ogniwa (o wymiarach 156*156 mm*mm) wynosi około 5 Wp. Zatem, aby panel generował moc 800 Wp, musi składać się z 200 ogniw, co przekłada się na wielkość jego powierzchni. Standardowy panel montowany w popularnych instalacjach fotowoltaicznych ma wymiary 165 cm*100 cm. Czasem wymiary te różnią się nieznacznie, w zależności od producenta. Panel wykonany z krzemu monokrystalicznego o takich wymiarach charakteryzuje się mocą od 310 Wp do 340 Wp. W zależności od typu ogniwa, jakie zastosowano do budowy panelu, przyjmuje się jego nazwę, np. panel monokrystaliczny z oznaczeniem c-Si, panel polikrystaliczny – mc-Si, czy panel amorficzny – a-Si. Oprócz typowo krzemowych, produkowane są także panele cienkowarstwowe, w tym przypadku nazwy nadawane są w zależności od rodzaju warstwy aktywnej w ogniwie. I tak, np. panel fotowoltaiczny CIGS/CIS zbudowany jest z jednej strony z mieszaniny miedzi, indu, galu i selenu, a z drugiej z miedzi, indu i selenu (CIS). Wśród paneli fotowoltaicznych, ze względu na budowę ogniwa oraz całego panelu, można wyodrębnić grupy, takie jak np.: panele cienkowarstwowe, panele z kontaktami z tyłu, panele typu HIT, panele typu PERC, panele dwustronne, panele wykonane w technologii SmartWire. Oczywiście, w każdej grupie można określić dodatkowe rodzaje, które będą się wyróżniały jakimś elementem, np. ogniwa cienkowarstwowe połączone ze sobą w technologii SmartWire.", "Wewnętrzna cienka warstwa oparta na krystalicznym krzemie typu n znajduje się pomiędzy dwoma cienkimi warstwami amorficznymi. Technologię paneli monokrystalicznych opracowała firma Sanyo. Zaletą tego typu paneli jest zamiana niskoenergetycznego promieniowania (podczerwień) na energię elektryczną, niski temperaturowy współczynnik spadku mocy, który jest na poziomie \\( 0,29\\% \\)/ \\( _{}^{o}\\textrm{C} \\). Poza tym, obróbka wafla krzemowego odbywa się w niższej temperaturze, bo około 200 \\( _{}^{o}\\textrm{C} \\). Panele produkowane są też w kształcie sześciokąta (plaster pszczeli), co powoduje lepsze wykorzystanie krystalicznego krzemu.", "Typowe ogniwo fotowoltaiczne wykonane na bazie półprzewodnika Si typu p pokazuje Rys. 1. Na rysunku a) pokazano schematyczne ogniwo, na rysunku b) rzeczywiste ogniwo wykonane w technologii 2 busbarów, czyli 110 punktów wspólnych z palcami zbierającymi ładunki, a na rysunku c) panel fotowoltaiczny wykonany w technologii z 2 busbarami.", "Obecnie można spotkać technologię z 2, 3, 5 busbarami, ale także i z 12 drutami pełniącymi rolę busbarów ( Rys. 2 ).", "Panele wykonane w technologii busbarów z 12 drutami są nadal lutowane punktowo w temperaturze 250 \\( _{}^{o}\\textrm{C} \\), co powoduje naprężenia w ogniwie. W podobny sposób produkowane są panele z krzemu polikrystalicznego lub amorficznego.", "Technologia 'all back contact' z obiema elektrodami z tyłu mają stosunkowo wysoką sprawność do \\( 24\\% \\). Przednia część panelu jest jednorodna, nie widać na niej żadnych elektrod. Umiejscowienie elektrod z tyłu przyczynia się do większej odporności na korozję połączeń elektrycznych. Wadą tego rozwiązania jest tzw. efekt degradacji PID, czyli degradacja związana z występowaniem wysokich napięć (~600V) pomiędzy ramą panelu, a półprzewodnikiem. Powoduje to przepływ ładunków do ziemi i spadek mocy panelu. Z tego względu konieczne jest uziemienie bieguna dodatniego i odpowiedni dobór falownika, aby dostosować go do zaistniałego problemu.", "Polega ona na zastąpieniu klasycznego lutowania przez laminację folią, zawierającą 18 do 32 mikroprzewodów, które tworzą z palcami zbierającymi ładunki 990 do 1760 punktów kontaktowych. Pozwala to na zmniejszenie temperatury, w której wytwarzany jest panel fotowoltaiczny do 150 \\( _{}^{o}\\textrm{C} \\) na całej powierzchni, a nie punktowo, jak w przypadku lutowania w 250 \\( _{}^{o}\\textrm{C} \\). Folia z przewodami jest zakładana z przodu i tyłu panelu. Umożliwia to producentom zaoszczędzenie pasty srebrnej i materiału lutowniczego. Tak duża ilość punktów kontaktowych pozwala pracować ogniwu nawet przy mikropęknięciach.", "Ogniwo fotowoltaiczne w panelu gontowym [1] jest cięte na 3 do 6 pasków, które następnie montowane są w ciągi, łączące przód każdego paska z tyłem następnego za pomocą odpowiedniego kleju przewodzącego elektrycznie (ECA), który może być drukowany lub dozowany na powierzchni paska. Poszczególne ogniwa montowane są \"na zakładkę”, czyli każdy, cienki pasek lekko zachodzi na kolejny, a ich łączenia ukryte są pod pojedynczymi \"busbarami” ( Rys. 3 ) [2]. Aby otrzymać wymagany układ panelu, trzeba podzielić ogniwo na odpowiednią liczbę części. Zazwyczaj montowane są ciągi pasków o długości do 2 m, co odpowiada dłuższej stronie tradycyjnego panelu z 72-ogniwami. Ciągi pasków są następnie łączone ze sobą przez wstążki przewodzące, montowane według tradycyjnej procedury produkcji panelu fotowoltaicznego.", "Taka konstrukcja umożliwia optymalne wykorzystanie powierzchni całego panelu, co zwiększa jego obszar aktywny, a tym samym pozwala na uzyskanie wyższej wydajności z 1 \\( m^{2} \\) powierzchni nawet o \\( 15\\% \\).", "Podsumowując, w panelach wykonanych w technologii Shinegled powierzchnia panelu jest lepiej wykorzystana, są mniejsze straty omowe oraz zwiększona niezawodność. Mniejsze straty omowe to także niższa temperatura pracy ogniwa." ]

[]

[ "Technologia typu PERC (ang. Passivated Emitter and Rear Cell) jest technologią pasywacji emitera i tylnej części ogniwa. Określa ona konstrukcję ogniwa fotowoltaicznego różniącego się od budowy standardowego ogniwa. Różnica polega na dołożeniu dodatkowej warstwy pasywującej od tyłu ogniwa. Warstwa ta odbija promienie słoneczne, nie zaabsorbowane przez warstwę, z powrotem do ogniwa fotowoltaicznego, zwiększając prawdopodobieństwo absorpcji tych promieni a przez to i produkcję energii elektrycznej. Jest to spowodowane niskim współczynnikiem ekstynkcji dla długości fal w obszarze podczerwieni (powyżej 800 nm). Ogniwo fotowoltaiczne wykonane w technologii PERC po raz pierwszy zostało zademonstrowane na Uniwersytecie Nowej Południowej Walii (UNSW) w Australii w 1983 r. [1]. Technologia ta osiągnęła wydajność \\( 25\\% \\).", "Tak wysoka wydajność ogniw typu PERC jest dobrą podstawą budowania paneli fotowoltaicznych. Ogniwa PERC mają dobre rezultaty w pochmurne dni, tak porankiem jak i wieczorem. Powyżej długości fali \\( \\lambda =1180 nm \\) ogniwo oparte na krzemie nie absorbuje. Ponieważ warstwa pasywacji odbija światło z powrotem do ogniwa, zmniejszając poziom absorpcji przez warstwę tylną, zmniejsza to też nagrzewanie panelu. To zmniejszenie absorpcji pomaga panelowi pracować w niższych temperaturach i pozytywnie wpływa na jego wydajność energetyczną.", "Technologia PERC zwiększa czułość paneli dla długości fal w podczerwieni [2]. Poniżej pokazano parametry panelu fotowoltaicznego opartego na monokrystalicznym krzemie typu PERC przez jednego z producentów. Prezentowane przez firmę panele fotowoltaiczne to ogniwo z 12 busbarami ( Rys. 2 ) oraz panel z 60 ogniwam i panel z ogniwami połówkowymi, gdzie każde ogniwo jest połączone z następnym przez 12 busbarów.", "Zob. przykład karty katalogowej panelu fotowoltaicznego wykonanego w technologii PERC z ogniwami połówkowymi." ]

[]

[ "Fotowoltaiczne panele połówkowe to nowa technologia wykorzystywana już w produkcji seryjnej. Ogniwo połówkowe o rozmiarze 156x78 \\( mm^{2} \\) powstaje poprzez podzielenie tradycyjnego ogniwa 156x156 \\( mm^{2} \\) na pół. Panel połówkowy zbudowany jest z dwukrotnie większej liczby ogniw połówkowych łączonych w łańcuchy, które są połączone równolegle. Podział ogniwa na pół powoduje zmniejszenie o połowę prądu produkowanego przez pojedyncze ogniwo, przy zachowaniu tego samego napięcia. Zmniejsza też straty na rezystancji wewnątrz ogniwa, a tym samym nie podnosi temperatury pracy ogniwa. Zwiększa to nieznacznie moc generowaną przez panel. W panelu jest 120 ogniw połówkowych, które połączone są 3 diodami bocznikującymi bypass, dzieląc panel na 6 części po 20 ogniw, pracujących oddzielnie ( Rys. 1 ). W panelach standardowych z 60 ogniwami również zamontowane są 3 diody bypass, które też obejmują po 20 ogniw ( Rys. 1 ), ale dzielą one taki panel na 3 części. Diody bocznikujące, bypassy, są połączone w kierunku zaporowym i w sytuacji, gdy dane ogniwo/a nie pracuje (np. z powodu zacienienia) umożliwia przepływ prądu z ominięciem niepracującego ogniwa/ogniw. Oznacza to, że gdy w panelu standardowym zostaje zacienione jedno ogniwo dioda bypass wyłączy 1/3 panelu, natomiast w panelu z ogniwami połówkowymi zostanie wyłączone tylko 1/6 panelu, co z oczywistego powodu przekłada się pozytywnie na moc wyprodukowaną przez panel.", "Pracę panelu przy wyłączeniu jednego ogniwa w panelu standardowym i połówkowym pokazano na Rys. 2.", "Jak widać na Rys. 2, ilość produkowanej energii przez panele z ogniwami połówkowymi w niesprzyjających warunkach zacienienia jest wyższa. Straty zostały zminimalizowane o \\( 50\\% \\). Jeszcze większa różnica wystąpi w przypadku zacienienia połowy panelu. Taka sytuacja w naszych warunkach może się zdarzyć, np. z powodu śniegu, na instalacjach dachowych czy naziemnych ustawionych pod kątem. Panel standardowy zostanie wówczas całkowicie wyłączony z produkcji energii elektrycznej, zaś panel z ogniwami połówkowymi będzie pracował z wydajnością \\( 50\\% \\) mocy [1].", "Każda litera oznacza część panala składająca się z 20 półogniw. Są one połączone ze sobą szeregowo i równolegle i dodatkowo przez diody bypass. Pozwala to pracować panelowi wydajnie. Panel fotowoltaiczny zbudowany z ogniw połówkowych charakteryzuje się mniejszymi stratami mocy, w porównaniu z panelem standardowym. Moc stracona na oporniku wewnętrznym jednego ogniwa wynosi", "a pomnożona przez 60 ogniw w standardowym panelu wynosi", "Straty na ogniwie w panelu połówkowym równają się", "co pomnożone przez 120 ogniw daje \\( 15\\cdot R\\cdot I^{2} \\), czyli są one 4 razy mniejsze. Powoduje to w konsekwencji niższą temperaturę pracy panelu i jego większą wydajność [2]." ]

[]

[ "Panele fotowoltaiczne dwustronnie aktywne to takie, których ogniwa absorbują światło z obu stron, tzn. z przodu i z tyłu (wykonane w technologii bifacial). Panele dwustronne posiadają dwie strony aktywne i z obu stron pokryte są szkłem hartowanym lub przeźroczystą folią. W tej technologii więcej fotonów dociera do panelu, więc produkowana energia jest większa od uzyskiwanej z paneli tradycyjnych, jednostronnych, nawet o \\( 30\\% \\).", "Ogniwa używane w panelach dwustronnych mają przeważnie struktury:", "Promienie słoneczne odbijają się od różnych podłoży w różnym procencie, w zależności od rodzaju podłoża. Dla efektywności paneli dwustronnych kluczowy jest tzw. współczynnik albedo, który pokazuje zdolność odbijania światła od danej powierzchni. Im powierzchnia jest jaśniejsza, tym więcej światła może odbić, co skutkuje uzyskaniem większej energii z tylnej powierzchni panelu. W przypadku powierzchni bardzo jasnych współczynnik albedo może być bliski nawet \\( 80\\% \\).", "Największym współczynnikiem albedo charakteryzuje się biała membrana dachowa i śnieg. Uzyskanie dodatkowej energii z tylnej powierzchni panelu dwustronnego zależy więc od podłoża, jego wysokiego współczynnika albedo, a ponadto od kąta nachylenia panelu i wysokości umiejscowienia nad powierzchnią odbijającą. Wytrzymałość na obciążenie i działanie związków chemicznych w przypadku paneli dwustronnych typu szyba–ogniwa–szyba jest większa od paneli jednostronnych. Podwójna szyba ma większą wytrzymałość mechaniczną, a i odporność szyby na działanie związków chemicznych jest większa niż dla folii EVA. Cena takiego panelu także jest wyższa. Produkuje się też panele, które mają rozsunięte ogniwa, dając możliwość specjalnych zastosowań. Podwójna szyba zapewnia ogniwom stabilność, co daje możliwość zastosowania tego typu konstrukcji do zadaszania tarasów, wiat czy wstawiania do dużych połaci pokrytych szybą, a wymagających zaciemnienia. W ten sposób panel dwustronny może pełnić rolę nie tylko producenta energii, ale także być wykorzystywany do realizacji innych celów użytkowych i estetycznych.", "Polski producent Hanplast Energy rozpoczyna produkcję ogniw fotowoltaicznych w technologii HPERC. Opracowane ogniwo stanowi pośrednie rozwiązanie pomiędzy ogniwami wykonanymi w technologii PERC i HIT. Technologia ta ma bazować na ogniwach monokrystalicznych HJT typu n. Zastosowano łączenie ogniw w technologii SmartWire Connection Technology (SWCT). Producent deklaruje sprawność panelu w zakresie \\( 23-24\\% \\), czyli do \\( 10\\% \\) wyższą wydajność niż dla konwencjonalnych paneli, \\( 87,25\\% \\) początkowej mocy panelu po 25 latach pracy, większy uzysk energii nawet do \\( 30\\% \\). Wszystko to dzięki zastosowaniu technologii ogniw dwustronnych ( Rys. 3 ) [1], [2], [3]." ]

[]

[ "Ogniwami hybrydowymi (kolektorami hybrydowymi, ang. Photovoltaic Thermal, PVT) nazywa się również układy w których zastosowano połączenie panelu słonecznego i kolektora [1]. Kolektory słoneczne przetwarzają energię promieniowania słonecznego na energię cieplną, panele zaś energię promieniowania słonecznego na energię elektryczną. W związku z powyższym kolektory mogą podgrzewać wodę użytkową oraz wspomagać pracę centralnego ogrzewania. Energię wytworzoną przez panele można również wykorzystać na różne sposoby. Jak zostało opisane w poprzednich rozdziałach wydajność ogniw fotowoltaicznych na bazie krzemu zmniejsza się wraz ze wzrostem temperatury. Tempo tego wzrostu opisuje współczynnik temperaturowy1. Przykładowy układ został przedstawiony na Rys. 1 [2].", "Dużą zaletą jest posiadanie jednej, zamiast dwóch osobnych, instalacji. Takie rozwiązanie pozwala na zaoszczędzenie miejsca, w przypadku ograniczonej przestrzeni przewidzianej na realizację instalacji. Przykładową realizacją jest panel ISIEtherm [3], który według producentów ma zapewnić wzrost elektrycznego zysku (uzyskanego z energii słonecznej) o co najmniej \\( 10\\% \\) rocznie względem układów bez koncentratorów. Może on być wykorzystany do instalacji w basenach kąpielowych, obiektach hotelowych i jako pompy cieplne." ]

[]

[ "Pomiar parametrów elektrycznych pojedynczego ogniwa odbywa się przy użyciu urządzenia zwanego symulatorem słońca. Symulator słońca/ sztuczne słońce (ang. solar simulator / artificial sun simulator) jest urządzeniem laboratoryjnym, które wytwarza oświetlenie zbliżone do naturalnego światła słonecznego. Zadaniem symulatora słonecznego jest zapewnienie w warunkach laboratoryjnych kontrolowanego stanowiska badawczego, służącego do badania ogniw słonecznych. Symulator słoneczny wyznacza charakterystykę prądowo-napięciową, a oprogramowanie z nim zintegrowane wyznacza parametry ogniwa. W wybranych modelach możliwa jest zmiana temperatury lub symulacja zjawisk pogodowych [1]. Pomiar charakterystyki prądowo-napięciowej wykonywany jest w standardowych warunkach testowych (ang. Standard Test Conditions, STC): natężenie promieniowania 1000 \\( \\frac{W}{m^{2}} \\), widmo słoneczne AM 1.5, temperatura ogniwa powinna wynosić 25°C.", "Alternatywnymi warunkami testowymi rzadziej stosowanymi do pomiarów są tzw. warunki nominalnej temperatury pracy modułu fotowoltaicznego (ang. Normal Operating Cell Temperature – NOCT). Według NOTC ogniwo jest oświetlane promieniowaniem słonecznym o natężeniu 800 \\( \\frac{W}{m^{2}} \\), w temperaturze 20 \\( _{}^{o}\\textrm{C} \\) i prędkości wiatru równej 1 m/s. Wydajności otrzymywane w pomiarach wykonanych w warunkach NOTC są niższe o około \\( 30\\% \\), za to zbliżone do wydajności rzeczywistych [2]. Symulatory słoneczne muszą spełniać normy widma słonecznego określone przez Międzynarodową Komisję Elektrotechniczną (IEC). Widmo spektralne światła wychodzącego ze źródła w symulatorze słonecznym jest kontrolowane zazwyczaj przy użyciu filtrów. Sprawdzana jest też jego stabilność czasowa oraz jednorodność przestrzenna. Żywotność lampy w zależności od zastosowania wynosi 1000-5000 godzin. W zależności od stopnia wypełnienia warunków normatywnych przypisana jest każdemu urządzeniu odpowiednia klasa. Parametry symulatora słonecznego określa się w trzech kategoriach: dopasowanie widmowe, nierównomierność przestrzenna i niestabilność czasowa. Każda z kategorii szergowana jest w trzech klasach A, B, C [3]. Klasa AAA, zgodnie z normami IEC 60904-9, ASTM E927 i JIS C8912, jest symbolem wypełnienia trzech różnych parametrów normy, czyli Class A Spectral Match (dopasowanie widma do widma AM1.5 powinno się mieścić w zakresie 0,75–1,25, jako 1,00 rozumiemy widmo dopasowane idealnie), Class A Spatial Uniformity (dopuszczalna niejednorodność wynosi mniej niż \\( 2\\% \\) dla ogniw o średnicy do 20 cm, a \\( 3\\% \\) dla ogniw większych) i Class A Temporal Stability (niestabilność musi być mniejsza niż \\( 2\\% \\)). Wypełnienie warunków normatywnych pozwala na wykonywanie testów z najwyższą precyzją. Badania wykonane takim urządzeniem stanowią podstawę oceny technicznej ogniwa. Ogniwa fotowltaiczne wchodzące na rynek powinny być przebadane i posiadać dokument certyfikacji.", "Akademia Górniczo-Hutnicza posiada symulator światła słonecznego. Jest to urządzenie I-V Curve Tracer For Solar Cells Qualification (Klasa AAA, standard IEC 60891). Zbudowane jest ono z lampy, zasilacza, układu sterującego i pomiarowego, komputera z oprogramowaniem, stolika pomiarowego, kontrolera temperatury ( Rys. 1 ).", "Widok ogólny stanowiska przedstawiono na Rys. 2 [4]. W urządzeniu wykonywany jest pomiar tzw. metodą czteropunktową (ang. four probes Kelvin technique) 1 – stąd obecność elektrod tzw. napięciowych i prądowych.", "Urządzenie może mierzyć ogniwa słoneczne o maksymalnej wielkości 20cm x 20cm. Najważniejszą częścią zestawu pomiarowego jest zespół lamp z filtrem dający widmo podobne do AM1.5 oświetlające marmurowy stolik pomiarowy z zestawem elektrod ( Rys. 3 ). Zespół elektrod z mierzonym ogniwem fotowoltaicznym jest przedstawiony na Rys. 3b. Urządzenie posiada możliwość badania zależności wydajności ogniw od temperatury. Przed dokonaniem pomiarów symulator powinien być skalibrowany, odpowiednio dla ogniw monokrzemowych i polikrzemowych. Kalibrowane jest natężenie prądu zwarcia.", "Urządzenie jest sterowane przy pomocy oprogramowania komputerowego Solar Cell Tester. Program służy do rejestracji i opracowania charakterystyk prądowo-napięciowych. Ekran główny programu (pulpit operatora ( Rys. 4 ) ) przedstawia charakterystykę prądowo-napięciową (czerwone kropki), zależność mocy ogniwa od zmierzonego na nim napięcia (niebieska linia). Na ekranie głównym wyświetlane są min. zmierzone parametry ogniwa i warunki pomiaru. Z poziomu ekranu głównego można wprowadzić informacje na temat badanego ogniwa, przeprowadzana jest kalibracja oraz eksport otrzymanych wyników.", "Film prezentuje kompaktowy symulator firmy ISOSun Solar Simulator." ]

[]

[ "Wpływ czynników na charakterystyki i parametry ogniw fotowoltaicznych można badać doświadczalnie. Przy projektowaniu ogniw użytecznym i tanim narzędziem są symulacje komputerowe. Przykładowym programem, w którym można przeprowadzić symulacje charakterystyk prądowo-napięciowych dla ogniw fotowoltaicznych jest PC1D. PC1D jest prostym programem udostępnianym bezpłatnie przez Uniwersytet Nowej Południowej Walii (Sydney). Program rozwiązuje sprzężone równania nieliniowe dla quasi-jednorodnego transportu elektronów i dziur urządzeniach półprzewodnikowych. W przedstawionych poniżej symulacjach została użyta wersja 5.9 programu. PC1D zawiera pliki biblioteczne o parametrach krystalicznych półprzewodników stosowanych w technologii fotowoltaicznej, takich jak krzem, german, arsenek galu, fosforyt indu itd. (zob. Rys. 1, Rys. 2 ) [1], [2].", "Symulacja została wykonana dla ogniw o powierzchni \\( 100cm^{2} \\) i grubości \\( 300\\mu m \\). Właściwości (widmo absorpcyjne, współczynnik odbicia, przerwa energetyczna, ruchliwość ładunków itd.) zostały zaimportowane z biblioteki materiałów programu. Symulacja zakłada oświetlenie ogniwa widmem AM1.5, o natężeniu światła 0,1 \\( \\frac{W}{cm^{2}} \\), w temperaturze 300 K.", "Parametry ogniwa zostały zebrane i przedstawione na Rys. 4.", "Następnie, aby określić sam wpływ temperatury na wydajność ogniwa krzemowego przeprowadzono symulację dla zakresu temperatury -30 \\( _{}^{o}\\textrm{C} \\) do 50 \\( _{}^{o}\\textrm{C} \\). Jak pokazano na Rys. 5 wydajność maleje linowo wraz ze wzrostem temperatury. W programie temperaturę można określić w Kelwinach lub stopniach Celsjusza. Algorytm programu uwzględnia wpływ temperatury na ruchliwość nośników, rekombinację powierzchniową i objętościową.", "Otrzymana z symulacji malejąca zależność liniowa wydajności ogniwa od temperatury jest zgodna z wynikami badań przeprowadzanymi na rzeczywistych ogniwach fotowoltaicznych (zob. rozdział: 8.3 Zmiany parametrów ogniwa z temperaturą )." ]

[]

[ "Ogniwa i panele fotowoltaiczne pracują w zmieniających się warunkach atmosferycznych. Warunki te wpływają na parametry ogniw. Czynnikiem, mającym istotny wpływ na zmianę parametrów ogniwa, jest jego temperatura.", "Zmiany natężenia padającego światła i zmiana temperatury otoczenia oddziałują na temperaturę ogniw, wpływ ma również wilgotność oraz prędkość wiatru. Wiatr stanowi naturalny czynnik chłodzący. Na lepsze chłodzenie (wentylacje) może wpłynąć montaż paneli (umieszczenie paneli na stelażach zwiększa cyrkulację powietrza). W Polsce zakres rozważanych temperatur, w których pracują ogniwa fotowoltaiczne to przedział od -20 \\( _{}^{o}\\textrm{C} \\) do 70 \\( _{}^{o}\\textrm{C} \\) (standardowe panele fotowoltaiczne pracują w zakresie temperatur od -40 \\( _{}^{o}\\textrm{C} \\) do +85 \\( _{}^{o}\\textrm{C} \\)).", "Większe natężenie światła to większa ilość zaabsorbowanej energii, więc zwiększenie natężenia światła wpływa pozytywnie na wydajność ogniw. W przypadku powszechnie stosowanych ogniw krzemowych wraz ze wzrostem temperatury następuje zmniejszenie wydajności ogniwa.", "Wraz z temperaturą zmieniają się parametry materiałowe:", "Współczynnik absorpcji krzemu [1] i przerwa energetyczna [2] maleją wraz z temperaturą. Koncentracja nośników wzrasta ze wzrostem temperatury [3]. Ruchliwość nośników w półprzewodnikach zależy wykładniczo od temperatury. W niskich temperaturach temperaturowa zależność ruchliwości jest zależnością ( 1 ). We wzorze jako \\( \\mu \\) oznaczono ruchliwość nośników, a jako \\( T \\) temperaturę bezwzględną.", "Dla wysokich temperatur ruchliwość opisana jest zależnością ( 2 ).", "Wzrost temperatury związany jest też ze zmniejszeniem zdolności do rozseparowania dziur i elektronów oraz zwiększeniem rozpraszania nośników ładunku na drganiach sieci krystalicznej. Zmiany te powodują zmniejszenie napięcia złącza p-n i zmiany w ruchliwości nośników ładunków. W konsekwencji wraz ze wzrostem temperatury rośnie prąd zwarcia. W przypadku wzrostu temperatury z \\( 25_{}^{o}\\textrm{C} \\) do \\( 60_{}^{o}\\textrm{C} \\) zmiana napięcia obwodu otwartego wyniesie \\( 1,2\\% \\), natężenia mocy wyjściowej o \\( 1,3\\% \\), a współczynnika wypełnienia o \\( 1,0\\% \\) [4].", "W przypadku komercyjnego panelu fotowoltaicznego o podatności na zmiany temperatury informują parametry podawane na karcie katalogowej każdego ogniwa tzw. współczynniki temperaturowe. Współczynnik temperaturowy (ang. temperature coefficient) podawany jest dla mocy maksymalnej, napięcia obwodu otwartego i prądu zwarcia panelu. Panel powinien wykazywać temperaturę ogniw podczas pracy w warunkach NOTC (ang. Normal Operating Cell Temperature) równą co najwyżej \\( 45_{}^{o}\\textrm{C} \\) (im mniejsza wartość tym wyższej jakości jest panel).", "Na Rys. 1 zestawiono parametry temperaturowe dla czterech komercyjnie dostępnych paneli fotowoltaicznych: I - moduł monokrystaliczny BEM 355W White (Seria extreme plus) 66 ogniw (firma: Brukbet), II - moduł dwustronnie aktywny z ogniwami typu PERT, BEM 335W, III - Opti seria Nivo Extreme (firma: BrukBet), III - moduł polikrystaliczny serii SV60P o mocy 280Wp (firma: Selfa), IV- moduł monokrystaliczny serii SV60M o mocy do 315Wp (firma: Selfa).", "Zmiany wydajności w funkcji temperatury dla powyższych paneli fotowoltaicznych przedstawiono na wykresie ( Rys. 2 ).", "Jak można odczytać z wykresu Rys. 2, w temperaturze 60 stopni wydajność spada o \\( 1,5\\% \\) względem wartości w 40 stopniach Celsjusza. Ciągła praca paneli fotowoltaicznych w wysokich temperaturach niesie za sobą również ryzyko skrócenia ich żywotności. Ochrona i dłuższa żywotność może być zapewniana poprzez użycie dodatkowych warstw ochronnych (np. wzmocnionej foli elektroizolacyjnej lub dodatkowej tafli szklanej) oraz poprzez zapewnienie dobrej wentylacji." ]

[]

[ "Moc jaką można uzyskać z panelu fotowoltaicznego uzależniona jest od warunków w jakich panel pracuje i zależy przede wszystkim od natężenia promieniowania słonecznego oraz temperatury. Ponieważ porównywanie paneli pracujących w różnych warunkach nie jest miarodajne, wprowadzono 2 standardy ustalające w jakich warunkach należy przeprowadzać pomiary:", "W momencie projektowania systemu fotowoltaicznego należy korzystać z parametrów wyznaczonych w warunkach STC, natomiast warunki NOCT dają lepsze pojęcie o tym, jak będzie zachowywał się panel w rzeczywistych warunkach pracy w naszym klimacie. Pomiary paneli fotowoltaicznych przeprowadzane są w specjalistycznych komorach pomiarowych. Komory te charakteryzują się kontrolowanymi parametrami:", "Na Rys. 1 przedstawiono komorę do symulacji środowiska [2]. Spełnia ona wymienione powyżej warunki, za jej pomocą można przeprowadzić test STC oraz NOCT. Wielkość wnętrza 2m*3mi wysokość 2m. Ekran dotykowy pozwala na wprowadzenie parametrów warunków pomiaru panelu fotowoltaicznego: takich jak temperatura, wilgotność i natężenie oświetlenia. Na górze komory wyświetlany jest status komory pomiarowej. Elementy sterowania, wskaźniki, wyprowadzenia czujników pokazano na Rys. 2.", "Lampy MHG są zabezpieczone szklanymi pokrywami, które są podgrzewane celem ochronienia przed zaparowaniem. Czujniki temperatury i wilgotności służą do sterowania warunków w komorze pomiarowej. Otwory nawiewów wentylatorów wprowadzają przygotowane powietrze do wnętrza komory celem utrzymania zadanych warunków środowiska. Z tyłu komory znajdują nawilżacz i grzałka powietrza oraz parownik układu chłodniczego. Na rysunku widać także przepusty do przeprowadzenia przewodów pomiarowych oraz stolik pomiarowy. Każdy panel fotowoltaiczny posiada tabliczkę znamionową, na której pokazane są charakterystyczne parametry panelu Rys. 3.", "Celem ich wyznaczenia przeprowadza się badania charakterystyki prądowo-napięciowej. Pomiary przeprowadzane są za pomocą specjalistycznej aparatury, której schemat przedstawiono na Rys. 4 [2].", "Panel fotowoltaiczny umieszcza się w komorze umożliwiającej utrzymanie stałej temperatury i natężenia promieniowania. Następnie podpina się go do źródła napięcia sterującego i dokonuje pomiaru napięcia oraz prądu przepływającego przez panel PV. Całość jest sterowana przez komputer służący do rejestracji wyników pomiarowych i warunków środowiskowych. Poniżej pokazano typową zależność prądu od napięcia dla panelu fotowoltaicznego oraz charakterystyczne parametry elektryczne, opisujące panel fotowoltaiczny ( Rys. 5 ).", "Parametry ogniwa fotowoltaicznego, jakie uzyskano w określonej temperaturze pracy i określonym natężeniu promieniowania słonecznego to: \\( I_{sc} \\) – prąd zwarcia, czyli maksymalny prąd, jaki może wygenerować panel fotowoltaiczny, \\( I_{pm} \\) – prąd, przy którym można pobrać maksymalną moc z ogniwa fotowoltaicznego, \\( V_{oc} \\) – napięcie obwodu otwartego, czyli maksymalne napięcie, jakie można uzyskać z panelu fotowoltaicznego, \\( V_{pm} \\) – napięcie, przy którym można pobrać maksymalną moc z ogniwa fotowoltaicznego. Na podstawie danych do wykresu i wyznaczonych, podanych powyżej, wielkości oblicza się maksymalną moc, wydajność, temperaturowy wskaźnik mocy, temperaturowy wskaźnik napięcia Voc, temperaturowy wskaźnik prądu Isc. Przykładowe parametry elektryczne w standardowych warunkach STC dla panelu BS-330=6MHB5-EL z karty katalogowej Bauer Solartechnik GmbH:" ]

[]

[ "System fotowoltaiczny to elektrownia słoneczna, umożliwiającą przemianę energii słonecznej w energię elektryczną z wykorzystaniem paneli fotowoltaicznych. Podstawowy podział instalacji fotowoltaicznych opiera się na ich mocach. Wyróżnia się następujące typy instalacji odnawialnych źródeł energii [1]:", "Mikroinstalacja to instalacja odnawialnego źródła energii o zainstalowanej łącznej mocy elektrycznej (określonej przez producenta mocy znamionowej sprzętu, dzięki któremu następuje produkcja energii elektrycznej), nie większej niż 50 kW, przyłączonej do sieci elektroenergetycznej o napięciu znamionowym niższym niż 110 kV. Największą dynamikę wzrostu mocy zainstalowanej uzyskano w przypadku mikroinstalacji. Natomiast pod pojęciem małej instalacji rozumie się instalację o zainstalowanej łącznej mocy elektrycznej większej niż 50 kW i mniejszej niż 500 kW, przyłączoną do sieci elektroenergetycznej o napięciu znamionowym niższym niż 110 kV. Największą instalacją fotowoltaiczną są farmy fotowoltaiczne o mocy większej niż 500 kW, których moc może sięgać nawet rzędu kilkuset MW. W przypadku instalacji o mocy pomiędzy 500 kW, a 1 MW mówimy o średniej instalacji, natomiast powyżej 1 MW o dużej instalacji. Systemy fotowoltaiczne dzielimy na dwie grupy ze względu na sposób współpracy z siecią:", "Innym kryterium podziału rodzajów instalacji fotowoltaicznej jest możliwość śledzenia ruchu Słońca przez system PV. Pod tym względem można wyróżnić:", "W oparciu o metodę instalacji systemów fotowoltaicznych w budynku, systemy PV mogą zostać podzielone na dwa typy [4]: systemy fotowoltaiczne doinstalowane do budynku (BAPV), w których moduły PV nie mają bezpośredniego wpływu na konstrukcje budynków i są bezpośrednio mocowane do budynków za pomocą konstrukcji wsporczej [5], fotowoltaiczne systemy zintegrowane z budynkiem (BIPV), w których moduły PV są scalone ze strukturą budynku [6].", "Instalacje fotowoltaiczne wyspowe typu off-grid działa poza publiczną siecią elektroenergetyczną. System tego typu składa się z paneli fotowoltaicznych, inwertera, regulatora ładowania oraz zasobników energii. Schemat blokowy instalacji fotowoltaicznej wyspowej przedstawia Rys. 1.", "W tym typie instalacji wyprodukowana energia elektryczna w postaci prądu stałego jest zamieniana przez inwerter na prąd przemienny. W przypadku wyprodukowania nadwyżki energii jest ona magazynowana w tzw. zasobnikach energii w celu późniejszego wykorzystania. W instalacjach domowych najczęściej wykorzystywanymi zasobnikami energii elektrycznej są akumulatory. Systemy fotowoltaiczne wyspowe typu off-grid podzielone są na:", "Instalacje off-gridowe znajdują zastosowanie przede wszystkim w miejscach, dla których koszty podłączenia do sieci elektrycznej są zbyt duże lub ich podłączenie z jakichś powodów jest niemożliwe [7]. Przykładami tego typu miejsc mogą być np.: domy letniskowe, statki, jachty i samochody. Systemy fotowoltaiczne typu off-grid znajdują również zastosowanie w zasilaniu prądem ulicznych lamp, znaków drogowych oraz urządzeń przenośnych. Przykłady instalacji fotowoltaicznej pracującej w trybie off-grid został przedstawiony na Rys. 2, Rys. 3 oraz Rys. 4." ]

[]

[ "Instalacja fotowoltaiczna przyłączona do sieci elektroenergetycznej typu on-grid stanowi największy odsetek wśród instalacji fotowoltaicznych. System tego typu składa się z paneli fotowoltaicznych, inwertera oraz układu przyłączeniowego do sieci. Schemat blokowy instalacji fotowoltaicznej typu on-grid przyłączonej do sieci 230 V został przedstawiony na Rys. 1, natomiast farmy fotowoltaicznej na Rys. 2.", "Rozliczenie z zakładem energetycznym odbywa się na zasadzie bilansu pod koniec okresu rozliczeniowego, czyli do 365 dni od chwili wprowadzenia energii do sieci [1]. W przypadku instalacji o mocy do 10 kWh możliwe jest odebranie z sieci \\( 80\\% \\) wygenerowanej energii, natomiast dla instalacji o mocy powyżej 10 kWh \\( 70\\% \\). Z tego względu instalacja typu on-grid wymaga zainstalowania licznika dwukierunkowego, którego zadaniem jest odpowiednio mierzenie ilości energii pobranej z sieci i oddanej do niej." ]

[]

[ "Największe systemy stacjonarne instalowane są na gruncie. W przypadku budowy farm fotowoltaicznych o mocy zainstalowanej rzędu kilkuset MW powierzchnia, którą zajmuje instalacja jest rzędu kilkuset hektarów. Jedną z największych farm w Polsce jest instalacja fotowoltaiczna o mocy 2 MW w Sokołowie Małopolskim, zajmująca powierzchnię 4 hektarów, którą przedstawiono na Rys. 1. Instalacja została zbudowana na konstrukcji stalowej RS-12 firmy RECA SOLAR oraz w oparciu o technologię modułów dwustronnych tzw. bifacial. Farma złożona jest z 5970 sztuk modułów. Generalnym wykonawcą farmy jest firma Great Solar sp. z o.o. Budowa farmy została zakończona w 2020 r.", "Największą farmą fotowoltaiczną w Europie jest Núñez de Balboa o mocy 500 MW, która jest położona w gminie Usagre, w regionie Estremadura w Hiszpanii. Farma położona jest na obszarze blisko 1000 hektarów i składa się z 1,43 mln paneli i 115 falowników (dane z 2020 r.) [1]. Drugą pod względem wielkości farmą fotowoltaiczną w Europie jest Cestas Solar Park we Francji o mocy 300 MW. Instalacja zajmuje 250 hektarów i składa się z około miliona paneli. Farmę z lotu ptaka przedstawiono na Rys. 2. Na filmie \"Construction of PV power plant in Cestas\" przedstawiono budowę farmy Cestas Solar Par, natomiast na filmie \"Krinner Solarpark Cestas\" widok ukończonej budowy.", "Znalezienie dużych terenów nieużytków w Europie jest trudne w porównaniu do azjatyckich obszarów pustynnych i podgórskich. Jedną z największych na świecie farm fotowoltaicznych zainstalowaną na gruncie jest Tengger Desert Solar Park o mocy 1,547 GW (łączna moc zainstalowana w Polsce do maja 2020 r. wynosi 1,95 GW [2]). Farma znajduje się w Zhongwei w Chinach i zajmuje powierzchnię 4300 hektarów. Inną dużą farmą fotowoltaiczną na świecie jest Longyangxia Dam Solar Park w Chinach. Składa się z ponad 4 milionów paneli, a jej moc zainstalowana to 850 MW [3].", "Oprócz dużych farm fotowoltaicznych instalowane są systemy o mocach od kilku do kilkuset kW. Instalację tego typu przedstawiono na Rys. 2." ]

[]

[ "Pływające systemy fotowoltaiczne FPV (ang. floating fotovoltaics systems) to rodzaj instalacji montowanych na powierzchni zbiorników wodnych. Zastosowanie systemów FPV umożliwia uniknięcia problemów związanych z kosztami dzierżawy terenu, który staje się coraz droższy i mniej dostępny. Montaż instalacji PV na wodzie umożliwia także zwiększenie wydajności instalacji dzięki poprawie chłodzenia paneli ze względu na słabsze nagrzewanie się powierzchni wody w stosunku do powierzchni ziemi i zmniejszenie osadzania się kurzu. Montaż systemów pływających to także oszczędność terenów z punktu widzenia rolniczego i urbanistycznego. Negatywnym aspektem instalowania tego typu systemów może być wyłączenie części akwenu z gospodarki rybackiej, silne falowanie w przypadku instalacji morskich i oceanicznych, jak również problem z odbiorem energii [1]. Systemy fotowoltaiczne pływające są instalowane przez zastosowanie różnych rozwiązań montażowym. Panele fotowoltaiczne instalowane są nad wodą na pontonach wykonanych z tworzyw sztucznych np. polietylenu o dużej gęstości HDPE (ang. high density polyethylene). Instalacja zakotwiczona jest za pomocą ciężarków cementowych umieszczonych na dnie zbiornika wodnego lub ustawionych na jego brzegu. Instalację PV zakotwiczoną do dna zbiornika przedstawiono na Rys. 1.", "Instalacje pływające są wykonywane również poprzez wykorzystanie systemu częściowo zatopionego, w którym panele są częściowo zanurzone w wodzie, co umożliwia wzrost wydajności paneli dzięki ich chłodzeniu przez wodę [2]. W systemach częściowo zatopionych wykorzystuje się panele na elastycznych podłożach, które pływają bezpośrednio na wodzie. Panele unoszą się na powierzchni wody dzięki zastosowaniu pływaków umieszczonych przy krawędzi paneli i zakotwiczonych linami. Taką koncepcję montażu systemów PV po raz pierwszy przedstawiła firma MIRACO, instalując system o powierzchni łącznej 75 \\( m^{2} \\) oraz mocy 8 kW w miejscowości Comino na Malcie. Pierwszy system fotowoltaiczny pływający został wykonany w celach badawczych w 2007 r. w Aichi w Japonii o mocy 20 kW. Panele były umieszczone na płytach z polistyrenu piankowego i uniesione pod katem 1,3° w kierunku południowym [1]. Pierwszym komercyjnym systemem PV pływającym na wodach powierzchniowych była instalacja o mocy 175 kW. Instalacja została wykonana przez firmę SPG Solar w 2008 r. na terenie firmy Far Niente Winery. Pierwszą elektrownią fotowoltaiczną pływającą na morzu była farma wykonana przez firmę Ocean of Energy. Farma ta została zainstalowana w holenderskiej części Morza Północnego pod koniec listopada 2019 r. ( Rys. 2 ). Moc instalacji wynosiła początkowo 8,5 kW i składała się z 28 paneli, a 20 stycznia 2020 r. została zwiększona do 17,5 kW poprzez zainstalowanie kolejnych 28 paneli. Farma do chwili obecnej przetrwała klika burz w tym orkan „Sabina”, w czasie którego pozostała nienaruszona pomimo prędkości wiatru przekraczającego ponad 30 \\( \\frac{m}{s} \\), jak również 5-metrowych fal.", "Jedna z największych instalacji fotowoltaicznych pływających powstała na jeziorze w Anhui w Chinach. Liczy ona ponad 165 000 paneli fotowoltaicznych i produkuje rocznie 40 MWp energii elektrycznej [3]. Pływającą instalację w Anhui przedstawiono na filmie \"World's largest floating solar farm in E China\"." ]

[]

[ "Systemy fotowoltaiczne ruchome to instalacje, których orientacja względem kierunku padania promieni słonecznych zmienia się wraz ze zmianą ruchu Słońca lub których położenie zmienia się wraz ze zmianą położenia obiektów, na których są zainstalowane. Ruchome instalacje PV podzielono na dwie główne grupy:", "Fotowoltaiczne systemy nadążne to takie systemy, w których płaszczyzna paneli obraca się w taki sposób, aby promienie słoneczne padały prostopadle do płaszczyzny panelu w celu zwiększenia ilości zaabsorbowanej energii. W porównaniu do systemów stacjonarnych systemy nadążne wytwarzają do \\( 40\\% \\) więcej energii elektrycznej w porównaniu do systemów stacjonarnych [5], [6]. Istnieją dwa rodzaje instalacji nadążnych. Do pierwszej grupy należą instalacje naziemne, w których panele umieszczone są na obrotowych słupach zwanych trackerami. Drugie to instalacje pływające, w których płaszczyzny paneli obracają się w kierunku aktualnej pozycji Słońca. Ze względu na liczbę płaszczyzn, w których odbywa się ruch paneli fotowoltaicznych, systemy dzielimy na jednoosiowe i dwuosiowe. Systemy jednoosiowe to instalacje z możliwością ruchu paneli ze wschodu na zachód tylko względem jednej osi obrotu. Trackery dwuosiowe umożliwiają jednoczesny ruch paneli względem dwóch osi obrotu [7]. Systemy nadążne dwuosiowe poruszają się ze wschodu na zachód wraz z możliwością zmiany kąta pochylenia paneli względem powierzchni ziemi. Na Rys. 1 przedstawiono typy trackerów jedno- i dwuosiowych.", "Zasadę działania obu typów trackerów przedstawiono na filmach \"Single Axial Solar Tracker\" i \"ASUN 2 Axis Solar Tracker\".", "Systemy nadążne dzieli się również ze względu na zastosowany system sterowania, a mianowicie na [8]:", "W układzie otwartym sterowanie położeniem trackera względem Słońca odbywa się na podstawie modeli matematycznych. Modele opierają się na danych określających położenie Słońca w określonym dniu i czasie dla danej szerokości geograficznej, czyli na kalendarzu astronomicznym. W trackerach ze sterowaniem w pętli zamkniętej położeniem instalacji steruje się za pomocą czujników np. fotorezystorów, czyli rezystorów o rezystancji zależnej od oświetlania LDR (ang. Light Dependent Resistor) [9], [10]. Inny sposób sterowania położeniem trackera polega na znalezieniu maksymalnego punktu mocy MPP (ang. maximum power point) [11]. Zmienia się on w zależności od natężenia promieniowania i temperatury. Działanie systemu sterowania z MPP polega na zmianie położenia instalacji w małych odstępach czasu i porównaniu uzyskanych wartości mocy. Na podstawie uzyskanego wyniku instalacja ustawia się w położeniu, dla którego otrzymuje najwyższą moc. W celu zwiększenia wydajności nadążnych systemów fotowoltaicznych wykorzystywane są także koncentratory promieniowania słonecznego CPV (ang. Concentrated Photovoltaics) [12]. Technologia CPV jest nową rozwijającą się technologią systemów fotowoltaicznych umożliwiającą skupianie promieniowania słonecznego na ogniwach PV poprzez zastosowanie soczewek lub zakrzywionych zwierciadeł.", "Instalacja nadążna naziemna składa się z zestawu paneli fotowoltaicznych umieszczonych na stelażu usytuowanym na obracającym się słupie. Przykładem nadążnej instalacji jednoosiowej jest system o mocy 172 MW znajdująca się w Telangana w Indiach ( Rys. 2 ) [13]. Cała instalacja składa się z ponad 520 000 paneli wykonanych z multikrystalicznego krzemu firmy Hareon Solar i zajmuje ponad 450 ha. Na Rys. 3 przedstawiono przykład instalacji nadążnej dwuosiowej.", "Fotowoltaiczne systemy nadążne wykonywane są także w jednej z najnowszych technologii CPV (ang. Concentrating Photovoltaics) z wykorzystaniem koncentratorów promieniowania słonecznego. Największą na świecie nadążną dwuosiową farmą fotowoltaiczną wykonaną w technologii CPV jest Golmud CPV Solar Park o mocy 138 MWp, która jest zlokalizowana w pobliżu miasta Golmud w Chinach ( Rys. 4 ) [14].", "Instalacje fotowoltaiczne zainstalowane na powierzchni wody są najrzadziej spotykanymi pośród wszystkich typów instalacji fotowoltaicznych. W tego typu instalacji panele są umieszczane na pływającej platformie i śledzą ruch Słońca poprzez jej obrót wokół własnej osi. Jeden ze sposobów wprowadzenia w ruch platformy z panelami PV polega na skręcaniu jej dzięki kołu tocznemu. Innym sposobem wprowadzenia w ruch obrotowy pływającej instalacji jest zastosowanie stałego miejsca do cumowania i sterowanie liną. Kolejnym przykładem pływającej instalacji nadążnej jest system fotowoltaiczny z koncentratorem promieniowania słonecznego FTCC (ang. Floating Tracking Cooling Concentrator). Instalacja FTCC składa się z pływających platform, na których zamontowane są poziomo panele fotowoltaiczne, a koncentratory pod kątem w stosunku do powierzchni paneli, co przedstawiono schematycznie na Rys. 5.", "System FTCC porusza się ruchem nieuporządkowanym wraz z falowaniem wody. Pierwszą tego typu instalację wykonano w Colignola w Toskanii w 2011 r.; przedstawiono ją na filmie \"Italian engineers pioneer floating solar panels\"." ]

[]

[ "Fotowoltaiczne systemy przenośne umożliwiają zasilanie prądem urządzeń i obiektów w miejscach, w których zasilanie tradycyjne z przyczyn technicznych byłoby niemożliwe lub utrudnione. Do tej grupy zaliczyć można m.in.: kalkulatory, zegarki, plecaki, ubrania, jak również zabawki. Przykłady przedmiotów codziennego użytku zostały przedstawione na Rys. 1, Rys. 2, Rys. 3." ]

[]

[ "Panele fotowoltaiczne znajdują zastosowanie w środkach transportu jak np.: satelity, samoloty, samochody, jachty, łodzie, tramwaje wodne itp. Pomysłodawcą pierwszego samolotu zasilanego energią słoneczną, przedstawionego na Rys. 1, nazwanego Solar Impulse był Bertrand Piccard. Samolot wykonał swój pierwszy lot w 2010 r., a w 2016 r. zakończyła się jego podróż dookoła świata.", "Pierwszy bezzałogowy samolot w Polsce został stworzony przez Koło Naukowe AGH Solar Plane w Krakowie ( Rys. 2 ). Samolot o rozpiętości skrzydeł prawie 4 m waży tylko 5 kg i może osiągać prędkość ok. 50 \\( \\frac{km}{h} \\). Samolot zasilany jest energią z 48 paneli fotowoltaicznych o całkowitej mocy 167 W.", "Ogniwa fotowoltaiczne znalazły także zastosowanie w skrzydłach Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, którą przedstawiono na Rys. 3.", "Odbiorcą instalacji fotowoltaicznych jest także rynek samochodowy. Samochody elektryczne mogą być ładowane za pomocą elektrycznych stacji ładowania, jak również energią elektryczną wygenerowaną przez ogniwa fotowoltaiczne, które są bezpośrednio zainstalowane na pojeździe. Przykładem zastosowania ogniw fotowoltaicznych do napędzania pojazdów jest samochód elektryczny Lightyear One, którego maska, dach i bagażnik pokryty jest ogniwami PV łącznie o powierzchni 5 \\( m^{2} \\). Samochód ten został przedstawiony na Rys. 4.", "Panele zbudowane z ogniw monokrystalicznego krzemu o wymiarach 156 mm na 156 mm zostały zastosowane w samochodzie Volkswagen T5 California, przedstawionym na Rys. 5. W samochodzie zastosowano elastyczne panele fotowoltaiczne firmy Solbian serii Solbian Flex CP.", "Przykładem zastosowania systemów fotowoltaicznych na jednostkach pływających jest statek „Harta”, przedstawiony na Rys. 6. Statek zaprojektowała i wybudowała Stocznia Januszkowice. Zastosowane w statku silniki są produkcji polskiej wykonane przez Instytut Napędów i Maszyn Elektrycznych Komel, natomiast dostawcą fotowoltaiki i baterii jest firma Soltech Service. Panele fotowoltaiczne wykorzystane w projekcie statku posiadają maksymalną moc ok. 8 kW.", "Ogniwa słoneczne znajdują zastosowanie również w łodziach. Przykładem może być łódź Vindo 32 należąca do Mayi i Aladino z kanału YouTube Sailing Magic Carpet, którzy za cel obrali opłyniecie świata. Łódź Vindo 32 została wyposażona w elastyczny panel fotowoltaiczny Solbian serii SP o mocy 130 W, zbudowany z monokrystalicznych ogniw krzemowych. Elastyczne panele fotowoltaiczne Solbian serii SP znalazły zastosowanie również w katamaranie Alibi 54, który przedstawiono na Rys. 7.", "Na budowę zero-emisyjnej łodzi wyścigowej z napędem elektrycznym wykorzystującej w \\( 100\\% \\) odnawialną energię słoneczną zdecydowali się studenci z Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie. Łódź AGH Solar Boat Team zasilana jest 384 monokrystalicznymi ogniwami fotowoltaicznymi serii SunPower c60, dostarczającymi do 1 kW mocy ( Rys. 8 ). Energia ta gromadzona jest w akumulatorach litowo-jonowych o pojemności 1,5 kWh. Zespół bierze udział w licznych międzynarodowych wyścigach łodzi solarnych i w 2018 r. zajął 3 miejsca w zawodach Monaco Solar & Energy Boat Challenge [1].", "Ogniwa fotowoltaiczne znajdują również zastosowanie w namiotach i osłonach przeciwsłonecznych np. w bazie wojskowej Armii Stanów Zjednoczonych w Afryce przedstawionej na Rys. 9.", "Innym ciekawym zastosowaniem ogniw fotowoltaicznych jest ich montaż w inteligentnej odzieży wyposażonej w czujniki kontroli parametrów życiowych. Nad tego typu rozwiązaniem pracowali naukowcy z Uniwersytetu Salento z Włoch, którzy opracowali ubranie z zasilaniem ogniwami PV o mocy 265 mW [2]. Jednym z problemów stosowania ogniw fotowoltaicznych na ubraniach stanowi brak odporności na działanie wody. Ubranie odporne na działanie wody z systemem fotowoltaicznym wykonali naukowcy z Tokio. Stworzyli ultracienkie ogniwo fotowoltaiczne pokryte z obydwu stron rozciągliwą i wodoodporną warstwą. Tego typu ogniwo poddane rozciąganiu i działaniu wody nie traci swoich fotowoltaicznych właściwości [3]." ]

[]

[ "Inwertery, nazywane także falownikami lub przekształtnikami DC/AC, to urządzenia służące do zmiany napięcia i prądu stałego (DC) na napięcie i prąd przemienny (AC) sinusoidalny o parametrach zgodnych z ich wartościami w sieci publicznej niskiego napięcia (230/400V, 50Hz). Urządzenia te znajdują zastosowanie w systemach fotowoltaicznych, ponieważ panele fotowoltaiczne generują energię elektryczną w postaci prądu i napięcia stałego, które muszą zostać przetworzone na prąd i napięcie przemienne. W celu uzyskania odpowiednich parametrów prądu i napięcia inwertery zbudowane są z następujących elementów [1]:", "Przekształtnik DC/DC dopasowuje wartość napięcia wejściowego do napięcia wyjściowego. Po przejściu prądu stałego przez przetwornik DC/DC prąd zostaje przesłany do przekształtnika DC/AC. Następuje konwersja napięcia stałego o określonej wartości na napięcie przemienne o amplitudzie i częstotliwości dopasowanej do parametrów sieci elektroenergetycznej (230V, 50 Hz). Ostatnim elementem standardowego inwertera jest filtr wygładzający LC, który ogranicza zawartość wyższych harmonicznych do poziomu określonego przez normy. Na rysunku Rys. 1 (oprac. na podstawie [1]) został przedstawiony schemat przekształtnika DC/DC obniżającego napięcie ( Rys. 1a) oraz podwyższającego napięcie ( Rys. 1b) (oprac. na podstawie [1]). Schemat przekształtnika DC/AC przedstawia Rys. 2 (oprac. na podstawie [1]), natomiast schemat filtra wygładzającego Rys. 3 (oprac. na podstawie [1]). Na schematach zastosowano następujące oznaczenia: L – cewka, D – dioda, C – kondensator, R – rezystor, F – bezpiecznik, Ł – przełącznik, T – tranzystor oraz Tr – transformator, a ze szczegółowym opisem zasady działania poszczególnych układów elektronicznych można zapoznać się na przykład w książce A. Filipowicza [2]." ]

[]

[ "Instalacje fotowoltaiczne mogą być podłączone do sieci elektroenergetycznej lub mogą stanowić instalację samodzielną. Ze względu na ten podział instalacji inwertery dzielą się na:", "Inwertery wyspowe umożliwiają ładowanie akumulatorów i nie są podłączone do sieci elektroenergetycznej. Możliwość przesyłania energii do sieci bez możliwości ładowania akumulatorów posiadają inwertery sieciowe. W przypadku inwerterów sieciowych, jeśli napięcie sieci elektroenergetycznej zniknie, automatycznie dochodzi do wyłączenia inwertera. Jest to kluczowe ze względu na bezpieczeństwo, w przypadku kiedy np. wykonywane są prace konserwacyjne, dystrybutor prądu przestaje zasilać sieć i niepożądane jest oddawanie prądu wygenerowanego przez instalacje PV. Inwertery hybrydowe mogą być przełączane w oba modele pracy. Inwertery stosowane w instalacjach fotowoltaicznych są również klasyfikowane ze względu na wielkość, czyli moc instalacji fotowoltaicznych, z którą współpracują [1]:", "W zależności od obecności w inwerterze transformatora, który ma na zadanie oddzielić galwanicznie stronę prądu stałego od strony prądu zmiennego, falowniki dzieli się na [2]:", "Inny podział inwerterów opiera się na ilości faz, do których mogą one być podłączone. Wśród nich wyróżnia się inwertery:" ]

[]

[ "Dobór inwertera do instalacji fotowoltaicznej jest bardzo ważnym etapem projektowania systemów PV. Źle dobrany inwerter, nawet przy dobrych jakościowo panelach fotowoltaicznych, może znacząco obniżyć sprawność całej instalacji. Kluczowym parametrem w doborze inwertera jest jego moc po stronie prądu stałego. Zgodnie z ogólnie przyjętą zasadą moc instalacji fotowoltaicznej powinna wynosić od 85 do \\( 118\\% \\) mocy inwertera. Wynika to z faktu, że rzeczywiste warunki pracy paneli fotowoltaicznych są różne od warunków laboratoryjnych, w których są badane (warunki STC: 1000 \\( \\frac{W}{m^{2}} \\), 25°C, AM1.5). Instalacja fotowoltaiczna rzadko pracuje w warunkach swojej nominalnej mocy. Dobór inwertera do instalacji fotowoltaicznej może odbywać się na jego doborze pod względem ilości regulatorów punktu mocy maksymalnej MPPT. W przypadku, kiedy instalacja fotowoltaiczna zbudowana jest z inwertera z jednym MPPT to punkt maksymalnej mocy MPPT będzie szukany dla wszystkich paneli jednocześnie. Ma to również miejsce, gdy panele tworzą kilka łańcuchów i są połączone oddzielnie do inwertera. Z tego względu ważne jest, aby każdy panel PV miał zbliżone warunki pracy i parametry. Natomiast instalacja fotowoltaiczna zbudowana z kilku szeregów łańcuchów o różnej liczbie paneli lub nierównomiernym oświetlaniu wymaga zastosowania inwertera o większej licznie MPPT. W takim przypadku każdy łańcuch paneli PV połączony do danego MPPT będzie odbierany przez inwerter, jako jeden oddzielny generator energii [1]. Dopasowanie inwertera przeprowadza się także na podstawie technologii, w jakiej zostały wyprodukowane panele zastosowane w instalacji fotowoltaicznej. W przypadku paneli monokrystalicznych, polikrystalicznych, cienkowarstwowych CIS/CIGS, a także mikromorficznych, w których warstwa przezroczystych tlenków przewodzących (TCO) jest oddzielona laminatem od szyby, możliwe jest zastosowanie zarówno inwerterów beztransformatorowych jak i transformatorowych. Inwertery transformatorowe galwanicznie izolowane są stosowane w przypadku instalacji wykonanej z paneli, w których warstwa TCO nie jest izolowana od szyby. Dotyczy to paneli wykonanych w technologii cienkowarstwowej CdTe i amorficznych, które wymagają uziemienia bieguna ujemnego [2]. Brak uziemienia może spowodować przepływ prądu do ramy panelu, co z kolei może powodować wytrącanie się jonów sodu ze szkła i jego matowienie. Dzięki zastosowaniu inwertera transformatorowego zapewniana jest separacja galwaniczna między stronami DC i AC systemu PV. W przypadku wystąpienia zwarcia po stronie DC prąd zwarcia nie płynie przez inwerter, co chroni go przed uszkodzeniem." ]

[]

[ "Magazynowanie energii jest jednym z podstawowych elementów w systemach produkcji energii ze źródeł odnawialnych. Jest to szczególnie ważne, gdy energia produkowana jest niesystematycznie, jak to jest w przypadku systemów fotowoltaicznych, gdzie dostępność energii słonecznej jest różna w skali roku – zmienia się w zależności od pory roku, w dzień i w nocy oraz z dnia na dzień (różne warunki pogodowe). Zużycie energii w zależności od pory dnia i roku obrazuje Rys. 1. Aby zrównoważyć różne schematy czasowe obciążeń i produkcji energii słonecznej, magazynowanie energii musi być włączone do prawie wszystkich autonomicznych systemów zasilania.", "Wymagania dotyczące elektrycznych systemów magazynowania energii [1]:", "Przez magazynowanie energii rozumie się wszelakie metody, umożliwiające przechowywanie wytworzonej energii elektrycznej. Obecnie profesjonalne magazynowanie energii w skali świata jest oparte na specjalnych elektrowniach [2]. Zgodnie z ustawą o OZE magazynem energii jest wyodrębnione urządzenie lub zespół urządzeń służących do przechowywania energii w dowolnej postaci, niepowodujących emisji będących obciążeniem dla środowiska, w sposób pozwalający co najmniej na częściowe jej odzyskanie.", "Magazynowanie energii elektrycznej w sieci elektroenergetycznej Możliwe jest traktowanie sieci elektroenergetycznej jako sposobu na magazynowanie energii słonecznej. W okresie zbyt dużej produkcji prądu nadwyżka wprowadzana jest do sieci, skąd w dowolnym czasie może być odebrana, ale tylko w \\( 80\\% \\), pozostałe \\( 20\\% \\) jest liczone jako „opłata” dla zakładu energetycznego za tę formę przechowywania energii. Swobodny przepływ energii między siecią a konsumentem możliwy jest dzięki dwukierunkowemu licznikowi. Taka forma instalacji fotowoltaicznej to on-grid. Oczywiście, nie pozwala ona na osiągnięcie energetycznej autonomii, ale umożliwia korzystanie z energii elektrycznej wytworzonej we własnym domu, bez posiadania baterii akumulatorów.", "Magazynowanie energii elektrycznej – inne sposoby Istnieją możliwości magazynowania energii elektrycznej w polu elektrycznym i magnetycznym, a także poprzez jej zamianę na energię elektrochemiczną, mechaniczną, chemiczną oraz energię termiczną. Niektóre z nich mogą być użyte w gospodarstwach domowych, a inne do zastosowań przemysłowych.", "Zamiana na energię elektrochemiczną Najbardziej intuicyjna i prosta metoda magazynowania energii to ładowanie akumulatorów. Obecnie stosuje się akumulatory kwasowo-ołowiowe, niklowo-kadmowe (NiCd), niklowo-metalowo-wodorkowe (NiMH) i litowo-jonowe [3]. Akumulatory magazynują prąd stały pod napięciem, np. 12 V. W celu wykorzystania energii zgromadzonej w akumulatorach konieczne jest podłączenie do urządzeń elektronicznych, które zamieniają prąd stały na zmienny, czyli zastosowania inwerterów. Zagadnienia magazynowania energii w akumulatorach wymagają omówienia jeszcze kilku tematów, np. kwestii maksymalnych i minimalnych napięć odbioru i dostarczania prądu do akumulatora.", "Zamiana na energię mechaniczną Duże elektrownie z turbinami gazowymi korzystają ze sprężonego powietrza jako sposobu na magazynowanie energii. W ciągu dnia, gdy produkcja energii elektrycznej jest największa następuje sprężanie powietrza. W momencie, gdy w sieci jest zapotrzebowanie, to sprężone powietrze jest wykorzystywane do produkcji energii elektrycznej. W przypadku małych instalacji ze względu na małą wydajność takie przechowywanie energii nie jest opłacalne. Można energię elektryczną przechowywać z zastosowaniem tak zwanych elektrowni szczytowo-pompowych, wyposażonych w tzw. pompoturbiny, które w ciągu mniejszego zapotrzebowania na energię elektryczną pompują wodę do wyżej położonego zbiornika. A zmagazynowana w ten sposób energia jest odzyskiwana przez pompoturbinę rewersyjną w okresie wzrostu zapotrzebowania na energię. Elektrownie szczytowo-pompowe znakomicie nadają się do magazynowania ogromnych ilości energii w długim czasie, odbierając moc z systemu w czasie jej nadpodaży, zaś dostarczając w okresie zwiększonego zapotrzebowania. Sprawność magazynowania energii w elektrowni szczytowo-pompowej zawiera się w przedziale od \\( 65 \\) do \\( 85\\% \\), co stanowi bardzo dobry wynik na tle innych technologii magazynowania energii.", "Zamiana na energię kinetyczną Na krótką metę można magazynować energię w postaci energii kinetycznej wirującego koła zamachowego ( Rys. 2 ) [2]. Stosowane są one często w silnikach spalinowych (o mniejszej niż 6 liczbie cylindrów) do wyrównywania ich pracy, więc technologia ta jest w miarę dobrze opanowana. Ale poza nielicznymi zastosowaniami (np. w samochodach hybrydowych) na większą skalę one się nie pojawiają.", "Chemiczne magazynowanie energii elektrycznej – produkcja wodoru Jednym ze sposobów produkcji wodoru jest elektroliza. Zaletą magazynowania energii w postaci wodoru jest możliwość przechowywania go przez długi czas oraz wysoka gęstość energii (trzykrotnie większa niż w przypadku benzyny i ponad stukrotnie większa niż w przypadku akumulatorów). Dzięki temu może potencjalnie być wykorzystywany jako paliwo samochodowe. Zastosowanie wodoru w ogniwach paliwowych daje możliwość, podobnie jak koła zamachowe, reagowania na gwałtowne zmiany zapotrzebowania na energię w sieci. Alternatywą dla przechowywania energii w postaci wodoru jest przechowywanie jej w postaci metanu. Jest on łatwiejszy do przechowywania przez długi czas, a ponadto może być bezpośrednio wykorzystywany w istniejących elektrowniach gazowych. Wadą są dalsze straty energii w procesie wytwarzania metanu, które sprawiają, że całkowita ilość odzyskiwanej energii nie przekracza \\( 38\\% \\) [4]. Wytwarzanie metanu jest atrakcyjne dla przechowywania nadmiarowej energii wytwarzanej przez elektrownie fotowoltaiczne, a także wiatrowe [5]. Instalacje zamieniające nadmiarową energię w metan powstały w Danii oraz w Niemczech.", "Magazynowanie energii elektrycznej w superkondensatorach Superkondensator to rodzaj kondensatora elektrolitycznego o dużej pojemności. Działa on gromadząc ładunek na podwójnej warstwie elektrycznej, która powstaje na granicy elektrolitu i elektrody. Wykorzystane nanorurki węglowe pozwalają na uzyskanie dużej powierzchni, a dzięki temu wzrasta pojemność kondensatorów. Przewagą superkondensatorów [6] nad akumulatorami jest większa gęstość energii. Oznacza to, że potrafią one oddać energię o dużej mocy. Co więcej, ogromną zaletą jest mały spadek właściwości użytkowych i długa żywotność (do 20 lat eksploatacji).", "Wykorzystanie pola magnetycznego Wykorzystanie pola magnetycznego jako magazynu energii dla prądu stałego wymaga nadprzewodnika. Pole magnetyczne, wytworzone przez prąd w nadprzewodniku, utrzymuje się przez nieskończenie długi czas, a co za tym idzie, energia może być w nim przechowywana też dowolnie długo. Niestety nadprzewodniki wymagają niskich temperatur, czyli chłodzenia, co jest bardzo kosztowne. Wydajność takiego układu jest rzędu \\( 95\\% \\), niestety przechowywanie dużej ilości energii nie jest możliwe [7].", "Magazynowane energii elektrycznej – procesy termiczne Energię nadmiarową można zmagazynować przez ochłodzenie powietrza do -195°C co powoduje jego skroplenie. Objętość powietrza spada tysiąc razy, a jego przechowywanie staje się znacznie prostsze niż przechowywanie sprężonego wodoru. W momencie zapotrzebowania skroplone powietrze można ogrzać, co spowoduje jego zamianę w gaz pod dużym ciśnieniem, który można użyć do napędzania turbiny generującej prąd elektryczny. Wykorzystanie ciepła odpadowego z elektrowni może podnieść jej efektywność do \\( 70\\% \\) [8], [9]. Istnieje szereg metod przechowywania energii w postaci różnicy temperatur. W większości zastosowań energia ta jednak nie jest zamieniana potem na energię elektryczną, tylko wykorzystywana w zmagazynowanej postaci (np. do ogrzewania). Metody, które umożliwiają magazynowanie energii elektrycznej, to między innymi pompa ciepła. Pompa ciepła może być wykorzystana do magazynowania energii w następujący sposób: dwa zbiorniki o dużej pojemności cieplnej połączone są pompą. W momencie małego zapotrzebowania na prąd pompuje się ciepło do gorącego zbiornika. W momencie większego zapotrzebowania pompa jest wyłączana, a zamiast tego uruchamiane są turbiny generujące prąd dzięki różnicy temperatur. Brytyjska firma Isentropic rozwija to rozwiązanie, przewidując, że może stać się ono konkurencją dla elektrowni szczytowo-pompowych, przy kosztach rzędu 35$/MWh i efektywności odzyskiwania energii rzędu \\( 72-80\\% \\) [10]." ]

[]

[ "Energię, wytworzoną przez panele fotowoltaiczne w ciągu dnia, która nie została zużyta przez odbiorniki, można magazynować w akumulatorach różnego typu. Efektywność ich działania szacowana jest na poziomie \\( 90\\% \\). Zmagazynowana energia może być zużywana w nocy lub w dni ze złymi warunkami pogodowymi. Koszty magazynów energii w układzie off-grid dochodzą do poziomu około \\( 30\\% \\) kosztów całej instalacji fotowoltaicznej. Na Rys. 1 pokazano schemat elektryczny układu fotowoltaicznego typu off-grid z magazynem energii, czyli zestawem akumulatorów. W momencie ładowania energia elektryczna zamieniana jest na energię chemiczną, a w procesie rozładowania (pobierania energii) energia chemiczna zamieniana jest na elektryczną. Zaletami akumulatorów są:", "Energia wytwarzana w panelach fotowoltaicznych w ciągu dnia, która nie była zużywana przez odbiorniki, jest magazynowana w akumulatorach. Zmagazynowana energia może być zużywana w nocy lub w dni ze złymi warunkami pogodowymi. Akumulatory w systemach fotowoltaicznych są często ładowane/rozładowywane, dlatego muszą spełniać większe wymagania od akumulatorów stosowanych np. w samochodach. Najczęściej stosowane są akumulatory klasyczne, kwasowo-ołowiowe (PbA), produkowane specjalnie dla systemów fotowoltaicznych, które jednak mają ten minus, że psują się przy regularnym rozładowywaniu poniżej \\( 50\\% \\). Inne rodzaje wykorzystywanych akumulatorów, to akumulatory niklowo-kadmowe (NiCd) lub niklowo-metalowo-wodorkowe (NiMH), w których wymagane jest głębokie rozładowanie oraz akumulatory litowo-jonowe. Akumulatory hermetyczne często zawierają elektrolit w postaci żelu i wtedy nie wymagają konserwacji. Żywotność typowych akumulatorów podłączonych do systemów fotowoltaicznych trwa od trzech do pięciu lat, w zależności od cykli ładowania/rozładowywania, temperatury i innych parametrów. Im akumulator jest częściej ładowany/rozładowywany, tym krótszy jest okres jego eksploatacji.", "Akumulatory, zależnie od rodzaju, mogą być ładowane na różne sposoby, na przykład przy stałym prądzie, przy stałym napięciu itp. Sposób ładowania określany jest przez producenta. Akumulatory opracowane specjalnie dla systemów fotowoltaicznych są zaprojektowane tak, aby miały następujące właściwości [1]:", "Wymagania techniczne dotyczące wydajności i energii systemu fotowoltaicznego typu off-grid, czyli poza siecią, są prezentowane przez Rydh i Sandén [2]. Aby uzyskać dostateczną ilość energii zimą do zmagazynowania, wymagana jest większa ilość paneli fotowoltaicznych niż wynika to ze średniego zużycia energii. Są potrzebne, by wychwycić wystarczająco dużo energii w ciągu kilku słonecznych godzin zimą i zmagazynować ją w akumulatorach. Aby wykorzystać energię z akumulatorów i z paneli fotowoltaicznych, niezbędny jest odpowiedni układ elektroniczny, którego schemat przedstawiono na Rys. 1.", "Na Rys. 1 pokazano schemat działania układu elektrycznego systemu fotowoltaicznego off-grid. Panel fotowoltaiczny zamienia energię promieniowania słonecznego na energię elektryczną, która poprzez wyłącznik oraz miernik skierowana jest do sterownika ładowania do magazynu energii oraz odbiorników prądu stałego (DC). Z magazynu energia płynie poprzez miernik i wyłącznik do falownika, który przetwarza prąd stały (DC) na prąd zmienny (AC). Prąd AC przekazywany jest dalej do odbiorników (AC). Magazyny energii w postaci akumulatorów ołowiowych składają się z komory, w której znajduje się ciekły elektrolit, czyli kwas siarkowy \\( H_{2}SO_{4} \\) w którym zanurzone są elektrody, elektroda dodatnia \\( PbO_{2} \\) oraz elektroda ujemna Pb. Zachodzą tutaj następujące procesy ładowania i rozładowana – zob. Rys. 2.", "Akumulator całkowicie naładowany, to taki, w którym elektroda dodatnia pokryta jest nadtlenkiem ołowiu, a ujemna to czysty ołów. W tym momencie cały kwas jest w elektrolicie, czyli ciężar właściwy elektrolitu jest największy. W czasie rozładowywania część kwasu łączy się z płytą elektrod, tworząc związek siarczan ołowiu, powstający na obu elektrodach. W czasie trwania tego procesu można mierzyć ciężar właściwy elektrolitu, który będzie się zmniejszał, dając informację o stanie rozładowania akumulatora. W czasie ładowania akumulatora kwas siarkowy jest wypychany z płytek akumulatora do elektrolitu. W tym momencie ciężar właściwy elektrolitu będzie wzrastał, aż do całkowitego naładowania akumulatora. Po całkowitym naładowaniu akumulatora, energia dostarczona do niego powoduje elektrolizę wody, podczas której wydziela się wodór i tlen. Jest to główny powód dodawania wody do ogniw akumulatorowych.", "Do popularnych producentów produkujących akumulatory należą Tesla, Mercedes Benz, MA, LG Chem i Enphase [3]. Akumulatory Tesli charakteryzują się wysoką wydajnością rzędu \\( 90\\% \\) z gwarancją na 10 lat. Mercedes Benz produkuje akumulatory o pojemności 2,5 kWh, które można łączyć w zespół do 8 akumulatorów. Produkt Tesli z serii PowerWall 2 zawiera akumulator (produkcji Panasonic) wraz z falownikiem. Charakteryzuje się on wydajnością rzędu \\( 90\\% \\) oraz możliwością rozładowania do \\( 100\\% \\). SMA produkuje falownik, które mogą być używane w systemie off-grid i on-grid jak też zintegrowane z akumulatorami Mercedes-Benz, LG Chem, Sony i innymi. LG Chem opracował serię akumulatorów, których sprawność sięga \\( 95\\% \\). Marka Enphase produkuje małe akumulatory o sprawności do \\( 96\\% \\) oraz możliwości rozładowania do \\( 95\\% \\). W tabeli (na Rys. 3 ) przedstawiono porównanie parametrów akumulatorów różnych producentów. Najważniejsze z nich to pojemność i gwarantowana żywotność. Tabela porównuje parametry akumulatorów różnych producentów.", "Pojemność akumulatora określa jaka energia może być zmagazynowana, oczywiście im wartość jest większa tym lepiej. Następna wielkość to technologia w jakiej wytwarzany jest akumulator. Żywotność akumulatora określa po jakim czasie (po ilu latach) możliwość magazynowania energii zmniejszy się do jakiej wartości początkowej. W następnych wierszach podane są waga, wymiary, możliwość rozbudowy i zastosowania jako UPS." ]

[]

[ "Jednym ze sposobów zmagazynowania energii jest sprężanie powietrza. W okresach kiedy energia jest tania lub korzystając ze źródeł odnawialnych dokonujemy kompresji powietrza i gromadzimy skompresowany gaz w zbiornikach. Schemat takiego systemu kompresji i produkcji energii elektrycznej z wykorzystaniem energii zgromadzonej w zbiornikach gazu przedstawiono na filmie \"CAES - Compressed Air Energy Storage - IMAGES Project – animation\".", "W systemie wprowadzany jest gaz przez filtr, kompresory nisko- i wysokociśnieniowe do wielkogabarytowych zbiorników naturalnych, takich jak podziemna komora solna lub sztucznych o mniejszej objętości. Chłodnica obniża temperaturę gazu w celu zmniejszenia naprężeń termicznych w instalacji. Procesy napełniania zarówno naturalnego zbiornika jak i sztucznego przedstawiono w kolejnych kadrach filmu. Tak zgromadzona energia może być użyta w dowolnym momencie np. szczytu energetycznego kiedy ceny energii elektrycznej są najwyższe lub w sytuacjach awaryjnych do produkcji energii elektrycznej. Sprężony gaz jest uwalniany i poprzez rekuperator oraz komory podgrzewania napędza turbiny wysokociśnieniową, a następnie niskociśnieniową. Współosiowo z turbinami umieszczony jest generator wytwarzający energię elektryczną, która jest przekazywana do sieci. Schemat procesu produkcji energii elektrycznej jest pokazany w końcowych kadrach filmu, gdzie sprężone powietrze pobierane jest z podziemnej komory solnej.", "Produkcja przebiega analogicznie jeśli pobieramy sprężony gaz ze sztucznych zbiorników. Już samo napełnianie zbiorników w okresach taniej energii i produkcja w okresach kiedy cena energii jest wysoka jest uzasadnione ekonomicznie. Proces staje się jeszcze bardziej opłacalny jeśli system zasilimy z elektrowni fotowoltaicznej, której maksima produkcji nie pokrywają się z maksimami zużycia w sieci. Drugim jeszcze poważniejszym argumentem jest bezpieczeństwo energetyczne. Systemy ze sprężonym powietrzem podobnie jak elektrownie pompowo-szczytowe stanowią poważne zabezpieczenie ciągłości dostaw energii elektrycznej w przypadku awarii innych źródeł. Przykład działania instalacji ze sprzężonym powietrzem przedstawiono na filmie \"RWE Power: ADELE - Adiabatic compressed-air energy storage (CAES) for electricity supply\"." ]

[]

[ "Zasobniki energii na sprężone powietrze mają silnego konkurenta jakim są zbiorniki na ciekłe powietrze. Zasadniczą różnicą – pomijając system sprężania gazu zamieniony na system skraplania – jest fakt, że w tej samej objętości zbiornika możemy przechowywać znacznie większe ilości gazu, jeśli jest on w postaci cieczy. Dodatkową emocję wiążemy z tą technologią, bo podobnie jak w przypadku produkcji monokryształów, gdzie twórcą metody był Polak – Jan Czochralski, w przypadku skraplania powietrza pierwszymi uczonymi, którzy tego dokonali w 1883 r. byli Profesorowie Uniwersytetu Jagielońskiego – Karol Olszewski i Zygmunt Wróblewski. Proces skraplania, a następnie produkcji energii elektrycznej przedstawiono na wideo animacji (zob. film \"Liquid Air Energy Storage Animation 2018\"). Przedstawia ona ideę użycia ciekłego powietrza do produkcji jako zasobnika do produkcji energii elektrycznej. System LAES (ang. Liquid Air Energy Storage) opracowany koncepcyjnie w Wielkiej Brytanii jako modułowy system do powielania na instalacje o dużych mocach produkcyjny został uruchomiony jako instalacja pilotująca w Slough." ]

[]

[ "Projektowanie instalacji fotowoltaicznej możliwe jest dzięki użyciu specjalistycznego oprogramowania. Programy do symulacji pozwalają na optymalizację instalacji PV, jak również na ocenę oczekiwanych efektów i założeń projektanta. Przykładowymi programami służącymi do projektowania instalacji PV są:", "Programy te są dedykowane dla projektantów instalacji fotowoltaicznych, jak również architektów, czy instalatorów. Programy mogą stanowić także pomoc naukową lub dydaktyczną dla studentów uczelni wyższych. Laboratorium Fotowoltaiczne na Wydziale Informatyki, Elektroniki i Telekomunikacji AGH wyposażone jest w dwa specjalistyczne programy służące do projektowania instalacji fotowoltaicznej. Programami tymi są PV*SOL oraz Polysun – używane przez projektantów na całym świecie." ]

[]

[ "Program PV*SOL to program firmy Valentin Software GmbH służący do projektowania, dynamicznej symulacji i kalkulacji uzysku energii z dachowych i gruntowanych systemów fotowoltaicznych. Przed przystąpieniem do projektowania systemów fotowoltaicznych należy przeprowadzić wywiad z klientem w celu uzyskania informacji na temat obiektu i terenu przeznaczonego pod montaż instalacji. Ważne jest określenie orientacji obiektu względem słońca, rodzaju poszycia dachu oraz kąta nachylenia dachu, jak również zdobycie wiedzy na temat ukształtowania terenu, w przypadku projektu instalacji na gruncie. W projekcie należy uwzględnić także obecność obiektów znajdujących się w pobliżu miejsca przyszłej instalacji, mogących mieć wpływ na jej zacienienie. Należy określić zapotrzebowanie na energię na podstawie rachunków za prąd, liczby domowników oraz przewidywanych ewentualnych dodatkowych odbiorników w przyszłości. Po zebraniu wszystkich niezbędnych informacji wykonywany jest projekt instalacji fotowoltaicznej za pomocą oprogramowania. Program PV*SOL umożliwia wprowadzenie danych projektowych np. numeru oferty i danych projektanta, danych kontaktowych klienta, opisu projektu, adresu instalacji i planowanej daty uruchomienia. Na Rys. 1 przedstawiono ekran roboczy programu PV*SOL, umożliwiający wprowadzenie najważniejszych danych projektowych." ]

[]

[ "Projekt instalacji fotowoltaicznej w programie PV*SOL rozpoczynamy od wprowadzenia wstępnych informacji dotyczących rodzaju instalacji PV, której projekt ma dotyczyć. W zależności od wersji programu PV*SOL lista typów systemów fotowoltaicznych do zaprojektowania jest różna i z roku na rok jest rozbudowywana. Wersja programu PV*SOL Premium 2020 umożliwia zaprojektowanie jednego z niżej wymienionych systemów fotowoltaicznych tj.:", "Po wyborze rodzaju instalacji, projektant dokonuje wizualizacji systemu fotowoltaicznego oraz dla danej lokalizacji wprowadza jej dane geograficzne i z bazy danych wprowadza warunki klimatyczne ( Rys. 1 ).", "Wyszukanie danej lokalizacji z całego świata wraz z przypisaniem jej danych klimatycznych w programie PV*SOL jest łatwe dzięki interaktywnej mapie wbudowanej w bazie danych MeteoSyn, której główne okno robocze przedstawiono na Rys. 2.", "Do każdej lokalizacji przypisane są warunki klimatyczne jak np. suma roczna nasłonecznienia i roczna średnia temperatura. Program umożliwia także tworzenie nowych danych klimatycznych albo poprzez metodę interpolacji z istniejących już danych pomiarowych lub na podstawie własnych danych miesięcznych. Program umożliwia projektowanie trójwymiarowe obiektów do obłożenia panelami PV, dzięki wbudowanemu modułowi wyboru rodzaju obiektu 3D, którego funkcje przedstawiono na Rys. 3. Program pozwala także na wprowadzenie do projektu gotowych elementów budynków (np. okna, drzwi), dachów (np. kominy, lukarny) oraz obiektów (np. ogrodzenia, drzewa), które mogą znaleźć się w pobliżu instalacji.", "Wymiary oraz orientacja względem stron świata wybranego obiektu do obłożenia panelami fotowoltaicznymi, jak również pozostałych obiektów w projekcie mogą być dowolnie zmieniane za pomocą okna edytowania, które przedstawiono na Rys. 4." ]

[]

[ "Położenie paneli fotowoltaicznych w programie PV*SOL realizuje się przy pomocy modułu o nazwie Obłożenie Modułami ( Rys. 1 ). Moduł ten pozwala na pokrycie powierzchni instalacji na dwa sposoby. Pierwszy z nich to ręczne wypełnienie pojedynczymi panelami, a drugi to automatyczne wypełnienie całej dostępnej powierzchni.", "Panele fotowoltaiczne, podobnie jak inwertery, są wybierane z wbudowanej w program bazy, która jest na bieżąco aktualizowana przez producenta. Dzięki niej możliwy jest szybki wybór paneli fotowoltaicznych, dla których podane są najważniejsze parametry jak np.: moc znamieniowa, napięcie, natężenie oraz wymiary, a także zastosowany typ ogniwa PV. Przykładowy widok bazy komponentów przedstawiono na Rys. 2.", "Przykład projektu instalacji fotowoltaicznej zainstalowanej na dachu spadzistym skierowanym w kierunku południowym przedstawiono na Rys. 3. Program umożliwia edytowanie parametrów paneli takich jak np. odległość między panelami oraz usytuowanie względem dachu. Przykładowa instalacja składa się z 19 paneli fotowoltaicznych serii GH240P156 firmy GH Solar o łącznej mocy 4,56 kWp. Ponadto program umożliwia automatyczne zaprojektowanie okablowania dla instalacji fotowoltaicznej, którego schemat przedstawiono na Rys. 4. Program dokonuje obliczeń przekrojów wszystkich zastosowanych kabli, ich długość, jak również strat w kablach całej instalacji." ]

[]

[ "Program PV*SOL dzięki wbudowanym bazom dotyczących danych klimatycznych, parametrów elektrycznych paneli fotowoltaicznych i inwerterów umożliwia wykonanie symulacji efektywności pracy zaprojektowanej instalacji fotowoltaicznej. Program umożliwia symulację zacienienia paneli na przestrzeni całego roku, którego przykładowy wynik przedstawiono na Rys. 1. Wyniki symulacji umożliwiają projektantowi na dobór optymalnego rozłożenia paneli fotowoltaicznych.", "Po zakończeniu projektowania możliwe jest wykonanie raportu dla zaprojektowanej instalacji. Wygenerowany w programie PV*SOL projekt zawiera także m.in.:", "Program umożliwia przedstawienie danych w postaci wykresów dotyczących wygenerowanej energii w poszczególnych miesiącach. Przykład uzyskanych wyników przedstawia Rys. 3.", "W raporcie uwzględniony jest oczekiwany czas zwrotu planowanej inwestycji oraz jej analiza opłacalności ekonomicznej, którego przykład przedstawia Rys. 4.", "Dzięki danym klimatycznym wprowadzonym do programu, możliwe jest otrzymanie zależności natężenia nasłonecznienia na powierzchnię panelu w poszczególnych miesiącach roku ( Rys. 5 ).", "Możliwe jest także m.in. określenie średniej temperatury w ciągu każdego miesiąca dla powierzchni panelu i powierzchni poziomych Rys. 6." ]

[]

[ "Oprogramowanie Polysun firmy Vela Solaris służące do projektowania, obliczania wydajności i optymalizowania instalacji fotowoltaicznych. Oprócz typowych systemów PV, daje on możliwość symulowania kolektorów hybrydowych PVT (fotowoltaiczno-termicznych) oraz łączenia systemów fotowoltaicznych z pompami ciepła, chłodnicami i bojlerami. Program posiada bibliotekę z gotowymi projektami, które można modyfikować. Możliwy jest dobór odpowiedniego układu dla klienta. Stosowane zapotrzebowanie można optymalizować dla odbiorców, którzy są zainteresowani wytwarzaniem energii na potrzeby ogrzewania, ciepłej wody (DHW, domestic hot water) lub basenu Rys. 1." ]

[]

[ "W związku z różnorodnością aspektów, które dotyczą fotowoltaiki, rozporządzenia i akty prawne pochodzą z zakresów prawa budowlanego, energetycznego, o odnawialnych źródłach energii oraz prawa o ochronie przeciwpożarowej i przeciwporażeniowej ( Rys. 1 ). W rozdziale zostaną kolejno omówione te zagadnienia.", "19 września 2020 r. weszła w życie nowelizacja ustawy prawa budowlanego. Ustawa z dnia 13 lutego 2020 r. o zmianie ustawy – Prawo budowlane oraz niektórych innych ustaw [1].", "Według art. 29. ust. 4 pkt. 3 nie jest wymagana decyzja na pozwolenie budowy oraz nie jest wymagane zgłoszenie wykonywania robót budowlanych, polegających na instalowaniu pomp ciepła, wolno stojących kolektorów słonecznych, urządzeń fotowoltaicznych o mocy zainstalowanej elektrycznej nie większej niż 50 kW. Pozwolenie jest wymagane jeśli zachodzą dodatkowe okoliczności np. instalacja wykonywana jest na obiekcie wpisanym do rejestru zabytków, należy do obszaru Natura2000 lub wymaga przeprowadzenia oceny oddziaływania na środowisko [2], [3]. W przypadku jeśli w związku z instalacją fotowoltaiczną planowana jest rozbudowa budynku, na którym będzie wykonana instalacja również potrzebne są pozwolenia na budowę. Ten obowiązek spoczywa na inwestorze i musi on zostać wypełniony przed rozpoczęciem prac budowlanych. Każda inwestycja (nie tylko fotowoltaiczna) musi być zgodna z planem zagospodarowania przestrzennego lub decyzją o warunkach zabudowy.", "Ustawodawca przewiduje jednak, że w przypadku instalacji o mocy zainstalowanej elektrycznej powyżej 6,5 kW istnieje obowiązek uzgodnienia projektu instalacji fotowoltaicznej z rzeczoznawcą do spraw zabezpieczeń przeciwpożarowych, pod względem zgodności z wymaganiami ochrony przeciwpożarowej i jednocześnie zobowiązuje do dokonania zawiadomienia organów Państwowej Straży Pożarnej (art. 56, ust. 1 ustawy). Nie zostało sprecyzowane jaki zakres projektu powinien zostać uzgodniony z rzeczoznawcą. Niemniej jednak Stowarzyszenie Branży Fotowoltaicznej przygotowało i opracowało sugerowane dobre praktyki przeciwpożarowe, dotyczące instalacji montowanych w budynkach, wykonywaniu połączeń za pomocą szybkozłączek, badaniach termowizyjnych, ochronie kabli i przewodów przed uszkodzeniem, odpowiednich narzędziach, oznaczeniach instalacji PV, przeglądach serwisowych i dodatkowych zabezpieczeniach w aspekcie ochrony przeciwpożarowej [4]. Ochrona przeciwpożarowa regulowana jest przez Ustawę z dnia 24 sierpnia 1991 r. o ochronie przeciwpożarowej z późniejszymi zmianami [5].", "Samo podłączenie do sieci reguluje Rozporządzenie Komisji (UE) 2016/631 z dnia 14 kwietnia 2016 r. ustanawiające kodeks sieci dotyczący wymogów w zakresie przyłączenia jednostek wytwórczych do sieci {openaghreference author=\"Komisja Unii Europejskiej\" title=\"\"Rozporządzenie Komisji (UE) 2016/631 z dnia 14 kwietnia 2016 r. ustanawiające kodeks sieci dotyczący wymogów w zakresie przyłączenia jednostek wytwórczych do sieci\" access=\"14.12.2020\" url=\"https://eur-lex.europa.eu/legal-content/PL/ALL/?uri=CELEX%3A32016R0631\"}, [6]." ]

[]

[ "Podłączenie do sieci regulują akty prawne [1], [2], z których najistotniejsze jest Rozporządzenie Komisji (UE) 2016/631 z dnia 14 kwietnia 2016 r. Zgłoszenia przyłączenia instalacji do sieci może dokonywać kilka rodzajów podmiotów: osoby fizyczne, osoby fizyczne prowadzące działalność gospodarczą, przedsiębiorstwa (najczęściej są to mikro, małe i średnie firmy) oraz inne podmioty prawne. Warunki przyłączania wynikają z rozporządzenia Komisji (UE) 2016/631 z 14 kwietnia 2016 r. ustanawiającego Kodeks NC RfG (Network Code Requirements for Generators). Jest to akt, którego zastosowanie w porządkach prawnych krajów członkowskich UE jest bezpośrednie (tj. nie wymaga aktów bezpośrednich). Kodeks zdefiniował typy jednostek wytwórczych ze względu na różny poziom napięcia, pod jakim przyłączone są jednostki wytwórcze i maksymalną moc wytwórczą. Zostały one zebrane w tabeli na Rys. 1.", "W przypadku gdy obiekt wyposażony w fotowoltaikę jest już przyłączony do sieci dystrybutora, a moc instalacji nie przekracza mocy przyłączeniowej możemy dokonać przyłączenia na podstawie zgłoszenia. Jeśli jednak obiekt nie jest podłączony lub moc fotowoltaiki jest większa od mocy przyłączeniowej, przyłączenia należy dokonać na podstawie wniosku. Należy wtedy wystąpić o zwiększenie mocy przyłączeniowej lub dostosować przyłącze energetyczne do planowanego wzrostu mocy przyłączeniowej. Kolejne etapy przyłączenia zostały przedstawione na Rys. 2.", "Procedura przyłączenia jest bezpłatna. Najpowszechniejsze i najprostsze sa tzw. przyłączenia mikroinstalacji. Jako mikroinstalacje rozumie się instalację, w której moc szczytowa nie przekracza 50 kWp, jednocześnie moc zainstalowana nie może przekraczać mocy przyłączeniowej (określonej w umowie o świadczeniu usług). Ustawa o Odnawialnych Źródłach Energii (OZE) zawiera szereg ułatwień dla tzw. prosumentów [3]. Prosument to połączenie wyrazów „producent” i „konsument”. Prosument jest klientem zaangażowanym w produkcję konsumowanych dóbr, w tym przypadku energii.", "Prosument energii odnawialnej to odbiorca końcowy wytwarzający energię elektryczną wyłącznie z odnawialnych źródeł energii na własne potrzeby w mikroinstalacji pod warunkiem, że w przypadku odbiorcy końcowego niebędącego odbiorcą energii elektrycznej w gospodarstwie domowym, nie stanowi to przedmiotu przeważającej działalności gospodarczej określonej zgodnie z przepisami wydanymi na podstawie art. 40 ust. 2 ustawy z dnia 29 czerwca 1995 r. o statystyce publicznej (Dz. U. z 2019 r. poz. 649 i 730).", "W takim wypadku przyłączenie następuje na podstawie złożonego wniosku. Wniosek zawiera dane wnioskodawcy, dane obiektu przyłączonego do sieci, w którym wykonano mikroinstalację, dane przyłączanej mikroinstalacji (liczbę modułów moc, dane inwertera) i informacje dodatkowe. Szczegółowe wykazy dokumentów i wnioski przedstawiają konkretni właściciele sieci dystrybucyjnej. Ustawa definiuje czas odpowiedzi na wniosek, np. wniosek wnioskodawcy niewyposażonego w źródło, który chce się przyłączyć do sieci powyżej 1 kV, zostanie rozpatrzony w terminie 60 dni. Wniosek wnioskodawcy wyposażonego w źródło powinien zostać rozpatrzony w ciągu 120 dni. Po weryfikacji i zatwierdzeniu wniosku o instalacji właściciel sieci dokonuje instalacji licznika dwukierunkowego. Następnie podpisywana jest odpowiednia umowa regulująca współpracę (umowa sprzedaży lub dystrybucji). W przypadku prosumentów, czyli osób produkujących prąd również na własny użytek, podpisywana jest umowa kompleksowa. W przypadku zmian dotyczących systemu (zmianie mocy, zawieszeniu produkcji trwającym od 30 dni do 24 miesięcy, zakończeniu wytwarzania energii elektrycznej) odbiorca ma obowiązek informować zakład energetyczny.", "Przykładowe wnioski: TAURON – MikroinstalacjaEnerga – zgłoszenie instalacji" ]

[]

[ "Uziemienie jest ważnym elementem bezpieczeństwa i wydajności systemów fotowoltaicznych. Uziemianie oznacza połączenie z ziemią, w punkcie o zerowym potencjale odniesienia. Stosuje się dwie metody uziemienia sprzętu oraz uziemienie systemu. Uziemienie sprzętu to łączenie ze sobą metalowych ram, obudów, czyli materiałów przewodzących, normalnie nieprzesyłających prądu i podłączanie ich do ziemi. W ten sposób utrzymuje się te materiały o potencjale 0 V w stosunku do ziemi. Uziemienie systemowe to podłączenie jednego z przewodów przenoszących prąd w systemie (DC lub AC) do uziemienia w jednym punkcie, co oznacza, że przewód będzie miał odniesienie do masy, a zatem pozostanie na potencjale 0 V do ziemi. Ponieważ należy zapobiegać potencjałom na powierzchniach odkrytych, dlatego uziemienie sprzętu jest wymagane we wszystkich systemach, podczas gdy uziemienie systemu nie jest konieczne [1]. Wszystkie sieci energetyczne w domach czy mieszkaniach są uziemione, co oznacza, że uziemiony jest zarówno sprzęt jak i system. Uziemienie systemu to połączenia wykonane dla DC z przewodem ujemnym, a dla AC z neutralnym, przewody te stają się przewodami uziemienia. Usterka uziemienia to niezamierzone, przewodzące elektrycznie połączenie między przewodem prądowym obwodu elektrycznego, a przewodami normalnie nieprądowymi, np. metalowymi obudowami, metalowymi bieżniami, urządzeniami metalowymi lub uziemieniem ( Rys. 1 ).", "Prawidłowo uziemiony panel PV przedstawiono na Rys. 2. Metalowa obudowa połączona jest z prętem uziemienia przez przewód uziemiający urządzenie. To połączenie uziemiające zapewnia zerowy potencjał w stosunku do ziemi, przez co jest bezpieczne dla osoby dotykającej skrzynkę i układy elektroniczne wykorzystane w systemie PV.", "Na Rys. 2 pokazano ochronę odgromową z dodatkowym przewodem uziemiającym, łączącym bezpośrednio panel fotowoltaiczny z prętem uziemienia. Połączenie to zapewnia bezpośrednią, niskoomową ścieżkę. Elektronika ma własne połączenie z uziemieniem. Dzięki temu uziemieniu ryzyko skutków wyładowań atmosferycznych jest znacznie zmniejszone. Wszystkie systemy elektryczne są narażone na przepięcia przejściowe. Skoki napięcia mogą być spowodowane bezpośrednimi uderzeniami pioruna, pobliskimi błyskawicami, które indukują prąd i napięcie na przewodach systemowych lub przepięciami sieci energetycznej, które często są spowodowane dużymi silnikami przemysłowymi lub innymi dużymi obciążeniami indukcyjnymi, które są wyłączane i włączane. Podczas gdy błyskawica jest zawsze problemem, najczęstsze prawdopodobieństwo przepięcia pochodzi z sieci użytkowej, więc całe domy i ich urządzenia wymagają ochrony przeciwprzepięciowej. Długie przebiegi przewodów między tablicą a falownikiem również zwiększają to ryzyko. Typowe miejsca ochrony przeciwprzepięciowej znajdują się przy wejściu do sieci AC i urządzeniach monitorujących system, które są częścią systemu fotowoltaicznego. Najlepszą ochroną przeciwprzepięciową jest dobrze uziemiony system. Uziemienie sprzętu jest absolutnie konieczne we wszystkich systemach fotowoltaicznych [2]. Przewód uziemiający służy do łączenia wszystkich elementów nośnych i odsłoniętych części metalowych, które mogą mieć kontakt z przewodami przewodzącymi prąd, np. ramy paneli PV, elementy montażowe układu, metalowe podstawy urządzeń, takich jak falowniki, rozłączniki i liczniki, metalowe skrzynki podłączeniowe, uchwyty metalowe podtrzymujące przewody oraz każda odsłonięta metalowa część, która może mieć kontakt z przewodami. W warunkach normalnych prąd nie płynie w przewodzie uziemiającym. Jedynym okresem, w którym przewodzi prąd jest usterka, gdy przez ścieżkę o niskiej rezystancji płynie prąd do masy. Elementem uziemiającym jest taśma stalowa ocynkowana (tzw. bednarka) wkopana w ziemię lub pręt wbity w ziemię ( Rys. 3 ). Mogą być także inne sposoby dające bezpośredni kontakt przewodu uziemiającego z ziemią w otworze, wykopie lub w fundamencie.", "Przewód uziemienia jest zazwyczaj gołym drutem miedzianym, używanym do podłączenia z elementem uziemiającym. Trzeba tutaj uwzględnić różnice pomiędzy materiałami tworzącymi złącze. Źle dobrane spowodują korozję, a w dalszej kolejności zwiększenie oporności i utratę połączenia z ziemią. Na Rys. 4 pokazano przykładowy schemat uziemienia całego systemu fotowoltaicznego zamontowanego na dachu lub elewacji budynku. Elementy konstrukcji oraz skrzynki ze sprzętem elektronicznym i łączeniowym są uziemione. Przewód ujemny paneli fotowoltaicznych (DC) jest uziemiony do ziemi przed falownikiem. Zabezpiecza to falownik przed usterką. W ten sposób tworzy się uziemienie układu po stronie prądu stałego DC. Przewód uziemiający urządzenie po stronie prądu przemiennego (AC) biegnie od falownika do głównego układu serwisowego, łącząc wszystkie przewody i uziemiając je. Nieuziemiony system fotowoltaiczny musi spełniać wszystkie wymagania dotyczące uziemienia sprzętu, czyli wszystkie skrzynki i elementy konstrukcyjne muszą być uziemione. Po stronie DC nie uziemia się przewodu ujemnego ani dodatniego, czyli nie ma uziemienia po stronie DC. Żaden z przewodów przenoszących prąd po stronie prądu stałego nie jest połączony z ziemią. Brak uziemienia systemu nie wpływa na funkcjonalność systemu, ale daje możliwość łatwiejszego wykrywania usterek, zarówno pomiędzy przewodami przewodzącymi prąd, jak i podłożem. W takim przypadku muszą być użyte falowniki specjalne do użytku w systemach nieuziemionych. Obwody paneli PV muszą być chronione, a izolowane wieloprzewodowe kable powinny być zainstalowane w specjalnych bieżniach. Przewody do paneli PV muszą posiadać izolację bardziej wytrzymałą niż inne przewody jednoprzewodowe. Oba muszą być chronione przez urządzenia zabezpieczające nadprądowe i muszą posiadać możliwość rozłączenia.", "Uziemienie po stronie prądu przemiennego AC jest realizowane przez podłączenie neutralnego przewodu AC do uziemienia w jednym punkcie. Uziemienie prądu przemiennego jest wykonane w głównej skrzynce serwisowej, która połączona jest ze skrzynkami i elementami konstrukcyjnymi. Przewód neutralny, który staje się przewodem uziemionym, jest połączony z drutem łączącym szyny i metalowe korpusy obudowy." ]

[]

[ "Montaż instalacji fotowoltaicznej poprzedzony jest wykonaniem dokumentacji projektowej. Projekt instalacji powinien uwzględniać informację dotyczącą między innymi:", "W zależności od tego w jakim miejscu będzie usytuowana instalacja PV, dobieramy adekwatne systemy montażowe. Poszczególne etapy wykonania instalacji są podobne bez względu na jej typ. W każdym przypadku należy pamiętać, aby wszystkie ramy paneli zostały uziemione. Uziemienie wykonywane jest poprzez połączenie wszystkich paneli poprzez tzw. mostki uziemiające, które następnie należy uziemić do pręta uziomowego. Rezystancja uziomu powinna wynosić mniej niż 10 Ω.", "W przypadku montażu instalacji fotowoltaicznej na dachu płaskim i skośnym istotne jest, aby zachować pewien margines od krawędzi dachu. W obszarach brzegowych dachu instalacja fotowoltaiczna narażona jest na działanie wiatru z tego względu na podstawie wymiarów budynków oblicza się margines, w którym nie powinno się instalować paneli. Dla dłuższej krawędzi dachu margines ten wynosi:", "gdzie: a – szerokość obszaru od krawędzi dachu wyłączony z instalacji paneli fotowoltaicznych, x – szerokość budynku mierzona wzdłuż ściany budynku równoległej do krawędzi a, y – wysokość budynku mierzona od gruntu do najwyższego punktu dachu.", "Podczas projektowania rozkładu paneli należy uwzględnić odstępy między panelami na klemy oraz odległości separacyjne między rzędami, które wynoszą minimum 2 cm, dla wszystkich typów instalacji. W następnych podrozdziałach zostaną przedstawione etapy wykonywania instalacji fotowoltaicznych w zależności od miejsca ich usytuowania." ]

[]

[ "Montaż instalacji fotowoltaicznej na dachu płaskim nie jest ograniczony przez skosy narzucone przez projekt domu. Kąt nachylenia paneli powinien wynosić 15-20°, aby pokryć maksymalnie powierzchnię i zapobiec odziaływaniu wiatru. System montażu paneli PV na płaskim dachu wymaga zastosowania stelaża wykonanego najczęściej z aluminiowych profili, które umożliwiają dopasowanie konta nachylenia paneli fotowoltaicznych. Możliwe są trzy rodzaje mocowań do dachu płaskiego:", "Instalacje do 10 kW mogą być montowane na dachu, natomiast większe powinny być montowane na gruncie. Etapy instalacji na gruncie są podobne do tych na dachu płaskim bez balastu. Wyjątek stanowi sposób przymocowania konstrukcji wsporczej do podłoża." ]

[]

[ "Zastosowanie systemu montażu bez balastu umożliwia budowę konstrukcji wsporczej dla paneli PV bez dodatkowego obciążenia. W przypadku dachów ten system wymaga doszczelnienia miejsc mocowania. Połączenie konstrukcji wsporczej do dachu odbywa się za pomocą wkrętów, śrub lub szpilek. Instalację PV na konstrukcji wsporczej bez balastu przedstawia Rys. 1.", "Montaż instalacji fotowoltaicznej bez balastu można podzielić na kilka etapów.", "W przypadku montażu konstrukcji na gruncie należy zadbać o odpowiedni fundament, który powinien stanowić podstawę na całej długości konstrukcji wsporczej. Dopuszczalne jest także zastosowanie podparcia w trzech punktach stosując np. betonowe prefabrykowane pustaki uzupełnione betonem na głębokości ok. 70 cm. Przykład takiego rozwiązania przedstawiono na Rys. 3. Konstrukcja mocowana jest w takim przypadku do fundamentu za pomocą śrub do betonu. Stosowane są także konstrukcje wkręcane w grunt bez konieczności wykonywania betonowego fundamentu." ]

[]

[ "Konstrukcje balastowe, czyli z obciążeniem są rozwiązaniem montażu instalacji fotowoltaicznej na dachach np. membranowych, dla których zachowanie gwarancji i szczelności jest ważnym aspektem. W tym przypadku konstrukcja wsporcza dla paneli fotowoltaicznych nie jest przykręcona na stałe do dachu. Z tego powodu konstrukcja wymaga dodatkowego obciążenia za pomocą betonowych bloków, co przedstawiono na Rys. 1 oraz Rys. 2.", "W przypadku zastosowania konstrukcji z balastem etapy montażu paneli fotowoltaicznych do konstrukcji wsporczej są podobne, jak w przypadku instalacji bez obciążenia. Waga obciążenia przypadającego na jeden panel PV zależy od strefy wietrzności, kąta pochylenia panelu, jak również wysokości budynku. Dla jednego panelu o standardowych wymiarach (ok. 100 cm x 164 cm) obciążenie to wynosi około 60 kg. Z tego powodu ważnym ograniczeniem zastosowania tego rodzaju systemu mocowań jest nośność dachu." ]

[]

[ "Dla systemów fotowoltaicznych o niewielkich powierzchniach stosowane są systemy montażowe samonośne. W systemach samonośnych stosowane jest obciążenie balastowe, uniemożliwiające poderwanie konstrukcji przez np. siłę wiatru. Tego typu konstrukcja przedstawiona jest na Rys. 1.", "Zaletą tego typu systemu jest to, iż jej konstrukcja powoduje, że nie jest na stałe mocowana do dachu i nie wymaga dużego obciążenia, które jest umieszczane na obrzeżach. W konsekwencji jest łatwa do przeniesienia. Kąt pochylenia względem poziomu dachu jest w tym przypadku mały i wynosi do 15°." ]

[]

[ "Systemy fotowoltaiczne najczęściej są montowane na dachu spadzistym. W zależności od pokrycia dachu do montażu dobierany jest odpowiedni rodzaj uchwytów. Do najczęściej stosowanych elementów łączenia zalicza się m.in.: uchwyty montażowe z regulacją (blacha trapezowa), haki (dachówka ceramiczna), śruby dwugwintowe (blachodachówka), uchwyty montażowe typu L (papa), a także uchwyty montażowe bez regulacji (dachówka karpiówka), które zostały przedstawione na Rys. 1.", "Montaż paneli fotowoltaicznych na dachu spadzistym przedstawiano w podrozdziale na przykładzie dachu pokrytego dachówką ceramiczną. Montaż składa się z następujących etapów." ]

[]

[ "Fotowoltaiczne instalacje nadążne są montowane na ruchomych konstrukcjach zwanych trackerami. Montaż paneli fotowoltaicznych w systemie nadążnym można podzielić na następujące etapy:", "1. Wykonanie fundamentu pod kolumnę trackera i jego montaż. Głębokość osadzenia fundamentu zależy od konkretnych warunków panujących na miejscu montażu. Głębokość posadowienia fundamentów musi być również większa niż głębokość przemarzania gruntu, która zależy w głównej mierze od strefy klimatycznej. Wymiary fundamentu determinowane są przez projektantów oraz polskie normy i obliczane są w przypadku paneli fotowoltaicznych dla trzeciej strefy klimatycznej oraz wykonywane z betonu klasy 25. Możliwy jest także montaż instalacji fotowoltaicznej na słupie nośnym. Tego typu konstrukcje proponuje np. firma Solar Tracker Polska, której instalację PV przedstawia Rys. 1.", "Jednym z konstrukcyjnych rozwiązań jest zamontowanie tzw. kosza w fundamencie, który przedstawiono na Rys. 2 oraz Rys. 3, do którego przykręcana jest kolumna trackera. Do wykonania kolumny wykorzystywana jest na przykład rura ze stali ST3 S o średnicy 230 mm ze ścianką o grubości 6 mm i wysokości 2000 mm.", "2. Montaż konstrukcji wsporczej dla paneli fotowoltaicznych przedstawiono na Rys. 4.", "3. Zainstalowanie paneli PV do konstrukcji wsporczej za pomocą klem przesuwnych i wykonanie instalacji elektrycznej ( Rys. 5 )." ]

[]

[ "Instalacje fotowoltaiczne cieszą się dużym zainteresowaniem, co w następstwie prowadzi do wzrostu ich produkcji. Taka sytuacja bardzo często powoduje spadek jakości komponentów oraz jakości usług montażu instalacji fotowoltaicznych. Z tego względu ważne są testy instalacji fotowoltaicznej po jej wykonaniu. Badanie instalacji fotowoltaicznej należy rozpocząć od wizualnych oględzin w celu zweryfikowania poprawności doboru i montażu elementów instalacji, jak również jej zgodności z dokumentacją projektową. Ten etap badań instalacji fotowoltaicznej jest bardzo ważny, ponieważ dzięki niemu można nie dopuścić do eksploatacji wadliwej instalacji, jak również uchronić osobę wykonującą inspekcję przed niebezpieczeństwem. Po wizualnym sprawdzeniu instalacji przeprowadza się odpowiednie pomiary instalacji fotowoltaicznej. Przeprowadzenie testów instalacji po jej wykonaniu określa norma PN-EN 62446-1:2016 [1]. Do pomiarów instalacji stosowane są specjalistyczne przyrządy, które muszą spełniać wymagania norm PN-EN 61557 [2] oraz PN-EN 61010 [3]." ]

[]

[ "Każdy nowozainstalowany układ paneli fotowoltaicznych powinien przejść przegląd powykonawczy. Ma on na celu sprawdzenie czy łańcuchy paneli są podłączone prawidłowo i czy same panele nie są uszkodzone oraz wyeliminować potencjalne błędy wykonawcze [1]. Dokumentacja instalacji powinna zawierać jej schemat, daty oddania i kontroli, dane techniczne paneli i inwerterów, moc znamionową (maksymalna moc z jaką urządzenie może pracować przez długi czas bez narażenia się na uszkodzenie przy minimalnych zniekształceniach), a także dane firmy instalującej. Schemat powinien podawać liczbę paneli oraz ich typy, a także:", "Dodatkowo do dokumentacji powinny być załączone karty katalogowe urządzeń. Istotną częścią dokumentacji są instrukcje zachowania się w przypadku awarii lub zdarzenia losowego (np. pożaru). Jako pierwsze wykonuje się oględziny instalacji (procedury znajdujce się w zapisach normy PN-EN 62446-1), natomiast podstawą oględzin instalacji są wytyczne normy PN-HD 60364-6. Bazując na dokumentacji instalacji fotowoltaicznej, powinno się sprawdzić czy założone parametry pracy paneli faktycznie są osiągane. Test należy przeprowadzić zgodnie z normą PN-EN 62446.", "Testy (zgodnie z normą PN-HD 60364-6) dzielimy na dwie kategorie. Przedstawione zostały na Rys. 1 [2].", "Kategoria I obejmuje testy, które powinny zostać wykonane dla wszystkich instalacji. Jako pierwsza powinna zostać sprawdzona strona zmiennoprądowa AC instalacji (zgodnie z normą PN-HD 60364-6), a następnie strona stałoprądowa DC. W przypadku pozytywnego przejścia przez testy kategorii I, można wykonać testy kategorii II. Podstawowymi metodami badań w tej kategorii są badania rozkładu temperatur pojedynczych paneli przy użyciu kamery termowizyjnej oraz analiza charakterystyk prądowo-napięciowych. W przypadku wykrycia nieprawidłowości w testach kategorii I lub II wykonywane są testy dodatkowe np. badanie napięcia względem ziemi, test diody zaporowej, pomiar rezystancji izolacji na mokro oraz ocena zacienienia. Po zakończeniu testów sporządza i przekazuje się inwestorowi raport zawierający wyniki dla wszystkich przeprowadzonych testów, charakterystyki oraz datę kolejnego przeglądu. Taki raport jest podstawą świadczeń gwarancyjnych i odszkodowań [3]." ]

[]

[ "Panele fotowoltaiczne przeznaczone do badań powinny być odpowiednio oznakowane. Na tylnej powierzchni panelu fotowoltaicznego powinna znajdować się tabliczka znamionowa, którą przedstawiono na Rys. 1. Każda tabliczka znamionowa powinna zawierać informację odnośnie:", "Dokumentacja techniczna powinna zawierać informację odnośnie mocy znamionowej instalacji, informację o producencie, modelu oraz liczbie paneli i inwerterów, daty zainstalowania i oddania do użytku, jak również informację o zlecającym montaż i adres zainstalowanej instalacji. Dokumentacja powinna zawierać także informację o firmie projektującej instalację oraz jej schemat. Ważną częścią dokumentacji jest określenie systemów bezpieczeństwa i sposobu zachowania w czasie awarii instalacji fotowoltaicznej. Wymagania dotyczące oznakowania, sporządzania dokumentacji technicznej, jak również sposób wyboru paneli do badań określa norma UL 4730 Ed. 1 (2017) \"Wymagania dotyczące etykietowania, danych technicznych i wybieranie próbek dla paneli fotowoltaicznych\", przy czym nie dotyczy systemów z koncentratorami światła, CPV. Norma precyzuje wymagania dla producenta odnośnie:", "Norma EN 50380:2017 \"Wymagania związane z oznaczaniem i dokumentacją paneli fotowoltaicznych\" precyzuje jakie informacje powinny znaleźć się w dokumentacji technicznej panelu. Norma ta zobowiązuje do trwałego oznakowania panelu, określenia parametrów znamionowych oraz wskazuje sposób bezpiecznego i prawidłowego użytkowania. Natomiast norma EN 50461:2015 \"Ogniwa słoneczne – Karta informacyjna produktu i specyfikacja parametrów dla krystalicznych ogniw krzemowych słonecznych\" determinuje, jakie informacje powinny być podane odnośnie danych technicznych i parametrów monokrystalicznych i multikrystalicznych ogniw krzemowych, które determinują optymalną i bezpieczną produkcję paneli fotowoltaicznych." ]

[]

[ "W celu zweryfikowania poprawności działania łańcuchów paneli wyznaczane są charakterystyki prądowo-napięciowe. Do pomiaru charakterystyk prądowo-napięciowych wykorzystywane są specjalistyczne przyrządy np. wielofunkcyjny miernik Metrel MI 3108 Eurotest PV, który przedstawiono na Rys. 1. Miernik pozwala badać instalacje fotowoltaiczne zgodnie z normą PN-EN 62446, które jednocześnie spełniają wymagania norm PN-EN 61557 oraz PN-EN 61010. Przyrząd łączy funkcje miernika parametrów instalacji elektrycznych i testera instalacji fotowoltaicznych. Umożliwia m.in. tworzenie charakterystyk prądowo-napięciowych, przeliczanie parametrów do wartości STC (standardowe warunki testowania) oraz pomiar mocy po stronach AC i DC inwertera. Ważnym aspektem w pomiarach instalacji PV jest jednoczesny pomiar parametrów środowiskowych takich jak temperatura panelu i natężenie promieniowania słonecznego.", "Zgodnie z zaleceniami normy PN-EN 62446-1 w pierwszej kolejności zalecany jest pomiar ciągłości połączeń ochronnych (uziemiających) i wyrównawczych. Na Rys. 2 przedstawiony został schemat pomiaru ciągłości połączeń ochronnych za pomocą przyrządu MI 3108 Eurotest PV, który został podłączony do ramy panelu PV oraz do obudowy inwertera.", "Ważnym etapem weryfikacji poprawności działania instalacji PV jest test polaryzacji przewodów oraz sprawdzenie poprawnego podłączenia łańcuchów paneli. Procedura wykonywania testu polaryzacji jest opisana szczegółowo w normie PN-EN 62446-1, natomiast schemat połączeń przewodów z miernikiem MI 3109 Eurotest PV przedstawiono na Rys. 3. Pomiar polaryzacji polega na połączeniu wszystkich przewodów o polaryzacji ujemnej i sprawdzaniu po kolei napięć między wszystkimi przewodami polaryzacji dodatniej do pierwszego przewodu odniesienia. Otrzymana wartość napięcia ok. 0 V oznacza poprawność połączeń, a dwukrotność wartości znamionowej napięcia poinformuje o połączeniu odwrotnym.", "Pomiar napięcia otwartego obwodu \\( V_{oc} \\) jest jednym z ważniejszych badań, które w szybki sposób umożliwia weryfikację poprawności połączeń paneli tworzących dany łańcuch. Pomiar przeprowadza się za pomocą miernika MI 3109 Eurotest PV, którego schemat przyłączenia do instalacji przedstawia . W momencie pomiaru \\( V_{oc} \\) instalacja PV nie może być podłączona do obciążenia, a miernik podłącza się do przewodów wychodzących z paneli PV. Wartość napięcia danego łańcucha umożliwia sprawdzenie czy w odpowiedni sposób połączona jest odpowiednia ilość paneli. Możliwość wprowadzenia wartości parametrów środowiskowych do miernika umożliwia przeliczenie wartości napięcia otwartego obwodu do warunków STC. W badaniu za wartości referencyjne przyjmowane są dane z karty katalogowej paneli albo wartości zmierzone \\( V_{oc} \\) dla pojedynczego panelu. Otrzymane wyniki, które odbiegają od oczekiwanych mogą sugerować:", "Testem zalecanym przez normę PN-EN 62446-1 jest pomiar prądu zwarcia Isc, który można wykonać za pomocą miernika MI 3108. Możliwy jest także pomiar prądu pracy, wykorzystując cęgi Metrel A 1391. Na przedstawiono schemat połączenia miernika z instalacją PV w celu przeprowadzenia pomiaru prądu DC. Prąd zwarcia mierzony jest przez połączenie przewodów wychodzących z panelu PV ze sobą i założenia cęgów na przewód. Natomiast prąd pracy mierzony jest w trakcie pracy instalacji.", "Ważnym etapem weryfikacji poprawności działania instalacji fotowoltaicznej jest sprawdzenie charakterystyki prądowo-napięciowej łańcuchów paneli. Jest to rozszerzona wersja pomiarów \\( V_{oc} \\) i \\( I_{sc} \\), przy czym wykreślenie całej charakterystyki I(U) umożliwia dostarczenie informacji o napięciu punktu mocy maksymalnej \\( V_{sc} \\), prądzie punktu mocy maksymalnej \\( I_{mpp} \\) i maksymalnej mocy uzyskanej właśnie w tym punkcie. Dzięki zastosowaniu w pomiarze miernika natężenia promieniowania słonecznego charakterystyka prądowo-napięciowa może być przeliczona do warunków STC, w wyniku czego możliwe jest realne porównanie efektywności pracy instalacji z danymi katalogowymi producenta. Kształt charakterystyki pozwala diagnozować również błędy w pracy instalacji. Zmiany charakterystyki I(U) i czynniki powodujące anomalie zostały przedstawione na Rys. 6 i Rys. 7.", "W badaniu ważne jest określenie aktualnej wartości natężenia promieniowania słonecznego (irradiancji) w płaszczyźnie paneli. Jest to ważne ze względu na to iż norma PN-EN 62446-1 definiuje minimalne natężenie promieniowania, przy którym badanie charakterystyki prądowo-napięciowej jest miarodajne i możliwe jest jej przeliczenie na warunki STC. W przypadku zastosowania urządzeń firmy Metrel natężenie promieniowania powinno być na poziomie powyżej 500 \\( \\frac{W}{m^{2}} \\). Norma PN-EN 61829 określa sposób wykonywania badania efektywności pracy paneli fotowoltaicznych i dokładne przeliczenie pomiarów na warunki STC definiując wartość minimalną natężenia promieniowania słonecznego jako 700 \\( \\frac{W}{m^{2}} \\). Badanie natężenia promieniowania słonecznego możliwe jest na kilka sposobów, a mianowicie wykorzystując zewnętrzny rejestrator temperatury i natężenia promieniowania słonecznego A 1378 PV Remote Unit firmy Metrel lub za pomocą pyranometru, który przedstawiono na Rys. 8.", "Ważne w pomiarach parametrów środowiskowych jest to, aby czujnik natężenia promieniowania słonecznego został umieszczony w płaszczyźnie panelu, tak aby nie był zacieniony ani narażony na odbite światło. Czujnik temperatury powinien być umieszczony na tylnej ścianie panelu i najbliżej środka któregoś z ogniw i panelu." ]

[]

[ "Ekstremalne warunki pogodowe jak silne gradobicie może doprowadzić do widocznych uszkodzeń paneli, jak również do mikrouszkodzeń trudnych do wizualnego zidentyfikowania. Z tego powodu panele słoneczne są poddawane obowiązkowym testom, których celem jest sprawdzenie ich odporności na uderzenia gradu zgodnie z międzynarodowymi standardami (IEC 61215). Test przeprowadzany jest w temperaturze około \\( 4^{\\circ} C \\), za pomocą specjalnych wyrzutni kulek gradowych o średnicy 1 cala (25,4 mm) i masie ok 7,53 g. Kulki uderzają panel w 11 cyklach z prędkością 23 \\( \\frac{m}{s} \\). Po zakończeniu testu nie powinno być widocznych uszkodzeń takich jak pęknięcia ogniw i szkła, mikropęknięcia i łagodne deformacje strukturalne ( Rys. 1 )." ]

[]

[ "Odporność paneli fotowoltaicznych na obciążenia mechaniczne statyczne (ang. static load test) weryfikowane jest na podstawie testów, podczas których panele obciąża się ciśnieniem rzędu 2400 Pa, wywołując w ten sposób naprężenia przez okres 1 h. Test wytrzymałości trwa tak długo, aż panel pęknie." ]

[]

[ "Do identyfikacji mikrouszkodzeń niewidocznych gołym okiem służą testy elektroluminescencyjne. Do tego typu uszkodzeń może dojść np. w czasie silnego gradobicia, kiedy warunki pogodowe są dużo bardziej niesprzyjające, niż te w czasie wykonywania testów gradowych, w konsekwencji czego może dojść do przekroczenia granicy wytrzymałości paneli. Do mikrouszkodzeń może dojść także w czasie transportu czy instalacji. Testy elektroluminescencyjne mogą także posłużyć do wykrywania mikrouszkodzeń indukowanym napięciem PID. Wykonywane są w momencie, gdy prąd przepływa przez panel. W tym czasie dwie niezależne kamery elektroluminescencyjne wykonują zdjęcia ogniw fotowoltaicznych, dzięki czemu panele zostają prześwietlone. Szczegółowy opis przeprowadzenia testów elektroluminescencyjnych jest przedstawiony w [1]." ]

[]

[ "Uszkodzenia instalacji fotowoltaicznej mogą dotyczyć ogniw, paneli, jak również elementów przyłączeniowych np.: kabli, złącz, puszek przyłączeniowych. Uszkodzenia mogą wystąpić w czasie produkcji, transportu, montażu, jak również w czasie eksploatacji podczas działania wielu czynników. W czasie produkcji są poddawane np. działaniu czynników chemicznych, wysokiej temperaturze i naprężeniom mechanicznym. W czasie transportu i montażu do uszkodzenia paneli może dojść pod wpływem złego zabezpieczenia przed upadkiem, czy też niewłaściwego zachowania się instalatora podczas wykonywania instalacji np. podczas chodzenia po panelach, zbyt silnego dokręcania do konstrukcji wsporczej. W czasie eksploatacji panele mogą być narażone np. na działanie silnego wiatru, opadów gradu. W środowisku morskim panele oraz elementy konstrukcji wsporczej mogą zostać trwale uszkodzone pod wpływem wilgotnej i korozyjnej atmosfery, w wyniku gromadzenia soli na elementach instalacji. Do najczęściej występujących wad i uszkodzeń zalicza się między innymi:", "OGNIWA", "PANELE", "ELEMENTY INSTALACJI" ]

[]

[ "Gorące punkty (ang. hot-spots) to miejsca, w których nastąpiła niekontrolowana zmiana rezystancji powodująca wydzielenie się znacznej ilości ciepła Joule'a-Lenza i wzrost temperatury ogniwa w tych obszarach. Obecność gorących punktów może wynikać z obecności wad ścieżek prądowych jak na przykład obecność niedolutowań i zmiany przekroju, jak również mikrouszkodzeń ogniw. W obszarze uszkodzenia ogniwo zamiast generować energię, rozprasza ją w postaci ciepła. Problem występowania gorących punktów staje się bardzo poważny w przypadku, gdy część ogniwa jest zacieniona. W takiej sytuacji zacienione ogniwo nie produkuje energii elektrycznej, ale przepływa przez nie prąd wsteczny, wygenerowany przez niezacienione ogniwa, powodując podwyższenie temperatury [1]. W celu zapobiegania występowania gorących punktów w panelach stosowane są diody bocznikujące tzw. „by-pass”. Zadaniem diod bocznikujących jest przekierowanie wygenerowanego prądu w taki sposób, aby prąd nie płynął przez uszkodzone i zacienione ogniwo [2]. Temperatura gorącego punktu zależy od miejsca jego wystąpienia oraz od przewodności materiału, z którego wykonane jest ogniwo fotowoltaiczne [3]. Przykładowo gorący punkt w pobliżu krawędzi panelu krzemowego osiąga znacznie wyższe temperatury niż gorący punkt występujący w jego środku. Dzieje się tak, ponieważ przewodność cieplna w krzemowym ogniwie jest wyższa niż w laminacie. Z tego powodu ciepło jest rozprowadzane na większym obszarze w przypadku jeśli gorący punkt pojawi się w środkowej części panelu. Gorące punkty można wykryć za pomocą badania termowizyjnego instalacji fotowoltaicznej. Na Rys. 1 przedstawiony został obraz wykonany kamerą termowizyjną, ukazujący rozkład temperatury na powierzchni panelu fotowoltaicznego. Temperatura powierzchni prawidłowo pracującego panelu powinna być równomierna na całym jego obszarze. Na zdjęciu zaznaczony został obszar o podwyższonej temperaturze w porównaniu do pozostałych części panelu, świadczący o występowaniu gorących punktów.", "Ogniwa fotowoltaiczne w obszarach hot-spotów mogą nagrzać się nawet do ponad 250°C [1]. Nagrzewanie ogniwa do wysokich temperatur, przekraczających wytrzymałość folii EVA może prowadzić do trwałego jej uszkodzenia, w wyniku, czego na powierzchni ogniwa pojawiają się ciemne przebarwienia. Występowanie 'hot-spotów' powoduje przyspieszenie starzenia się ogniwa, co może skutkować skróceniem żywotności panelu i spadku wydajności energetycznej o ponad \\( 15\\% \\) [4], a w skrajnych przypadkach może prowadzić do pożaru instalacji." ]

[]

[ "Delaminacja to uszkodzenie paneli polegające na odwarstwieniu warstwy folii EVA (etylenowy polioctan winylu), którą pokryte są panele fotowoltaiczne. Proces pokrywania paneli folią EVA, czyli laminowanie, odbywa się pod określonymi parametrami technologicznymi takimi jak temperatura i ciśnienie. Konsekwencją złego doboru parametrów technologicznych tego procesu jest delaminacja, do której dochodzi w czasie eksploatacji. Najczęściej dochodzi do niej w gorącym i wilgotnym klimacie i obserwowana jest w pobliżu ścieżek prądowych. Delaminacja powoduje zmętnienie folii EVA, co można zaobserwować na Rys. 1.", "Konsekwencją delaminacji jest pogorszenie właściwości ochronnych przed wnikaniem wilgoci w głąb paneli, jak również pogorszenie transmisji światła do ogniwa, co skutkuje pogorszeniem efektywności pracy paneli [1], [2], [3]." ]

[]

[ "Mikropęknięcia (ang. microcraks) i pęknięcia (ang. cracks) ogniw to uszkodzenia, do których może dojść na etapie produkcji, transportu i instalacji paneli fotowoltaicznych. Do pęknięć może dojść także podczas eksploatacji paneli pod wpływem uderzenia lub działania czynników atmosferycznych takich jak np.: obciążenia śniegiem, silne wiatry i opady gradu [1]. Można wyróżnić kilka rodzajów pęknięć ogniw w zależności od kierunku ich występowania:", "Największy wpływ na zmniejszenie wydajności paneli fotowoltaicznych mają pęknięcia po przekątnej i pęknięcia w wielu kierunkach, gdyż mogą prowadzić do odłączenia części ogniw od busbarów, a zatem do utraty całkowitej mocy generowanej przez panel [2], [3]. W miejscach mikropęknięć jak również na krawędziach ogniw mogą występować tzw. „ślimacze ścieżki” [4], które są konsekwencją zachodzących reakcji chemicznych między pierwiastkami pochodzącymi z elementów paneli oraz tlenem i wilgocią ze środowiska. Ze względu na to, że różne reakcje mogą powodować powstanie „ślimaczych ścieżek” pojęcie to odnosi się do klasy defektów, a nie opisuje jednego konkretnego przypadku reakcji. Jeden z mechanizmów opisujących powstawanie „ślimaczych ścieżek” opiera się na założeniu, że wilgoć i tlen dyfunduje przez folię EVA i dociera przez mikropęknięcia do powierzchni ogniwa. Na skutek reakcji między cząsteczkami tlenu z folii EVA i środowiska oraz cząsteczkami srebra, pochodzącymi z tzw. palców ogniwa (cienka siatka widoczna na przedniej stronie ogniwa), powstają takie związki jak np. tlenek srebra, chlorek srebra, węglan srebra i octan srebra [5]. Przykładową reakcję tworzenia tzw. „ślimaczych ścieżek” (octanu srebra, \\( AgC_{2}H_{3}O_{2} \\)), w wyniku działania promieniowania słonecznego i temperatury można zapisać jako:", "Przyczyną powstawania „ślimaczych ścieżek” może być także wprowadzenie cząstek srebra w procesie produkcyjnym, jako zanieczyszczeń, co może nie mieć związku z obecnością mikropęknięć w ogniwie." ]

[]

[ "Do defektów instalacji fotowoltaicznej można zaliczyć między innymi defekty złącz oraz puszek przyłączeniowych. Konsekwencją złej jakości złącz jest zły kontakt elektryczny, uszkodzenie w czasie montażu lub po ekspozycji na działanie czynników atmosferycznych. Ostatecznie może dojść do wypalenia części instalacji. Innym powodem występowania wypalenia części instalacji jest zła jakość puszek przyłączeniowych z niepoprawnie założonymi diodami bocznikującymi. Puszki przyłączeniowe zawierają w swojej budowie diody 'by-pass', których rolą jest spowodowanie przepływu prądu poza zacienionym ogniwem. Jeśli niewłaściwie pracują to może dojść do ich przegrzania, a następnie wypalenia." ]

[]

[ "Pęknięcia szkła paneli fotowoltaicznych wynikają najczęściej z działania czynników zewnętrznych takich jak np.: uderzenia gradem, kamieniem itp. Przykład uszkodzonego szkła panelu fotowoltaicznego przedstawiono na Rys. 1. Możliwe jest także uszkodzenie warstwy szklanej z powodu niewłaściwego zachowania instalatora w czasie wykonywania instalacji fotowoltaicznej np. za mocne dokręcenie klem, czy też przez chodzenie po panelu." ]

[]

[ "Korozja przezroczystej warstwy TCO (ang. Transparent Conductive Oxide) polega na jej zmętnieniu i dotyczy ogniw cienkowarstwowych [1], jak również wytworzonych z krzemu amorficznego [2]. Korozja TCO powstaje w obecności prądów upływu, które powodują generowanie napięcia między ogniwem a ziemią, co powoduje przedostawanie się atomów sodu, będących składnikiem szkła, do warstwy TCO. Postępowanie korozji ma swój początek na krawędziach panelu fotowoltaicznego, następnie proces postępuje na dalsze obszary ogniwa. W konsekwencji następuje zmętnienie warstwy oraz spadek wydajności ogniwa. Ze względu na położenie warstwy TCO w ogniwie, wyróżnia się technologie substrate, kiedy warstwa ta jest bezpośrednio przyległa do warstwy szklanej ogniwa oraz technologie superstage w przypadku kiedy warstwa TCO jest rozdzielona warstwą luminatu od szkła. Z tego powodu najbardziej narażone są ogniwa wytworzone w technologii substrate. W celu zapobiegania korozji warstwy TCO zlecane jest stosowanie falowników transformatorowych (izolacja galwaniczna), a także uziemianie bieguna „-” tablicy paneli." ]

[]

[ "Do strat mocy paneli PV może dojść w wyniku występowania degradacji indukowanym napięciem PID (ang. Potential Induced Degradation), polegającym na występowaniu niewielkiego upływu prądu [1]. Zjawisko to zachodzi podczas występowania wysokiej różnicy potencjału między uziemioną ramą paneli fotowoltaicznych o potencjale 0 V, a skrajnie położonymi w stringu panelami (skrajnymi ogniwami) o różnej biegunowości. W przypadku systematycznego pojawiania się zjawiska PID może dojść do nieodwracalnego uszkodzenia złączy ogniw. Natomiast w przypadku, kiedy zjawisko zachodzi nieregularnie może dojść do odwracalnej polaryzacji ogniwa i nie powodować stałych uszkodzeń [2]." ]

[]

[]

[]

[ "Ze względu na duże potrzeby energetyczne korzystanie z fotowoltaiki staje się coraz bardziej opłacalne. Generalnie opłacalność inwestycji w elektrownię fotowoltaiczną zależy od ceny instalacji i cen energii. Na koszty fotowoltaiki w dużej mierze składają się głównie koszty samej instalacji, ponoszone jednorazowo. Cena zestawu instalacyjnego zależy również od miejsca gdzie będą instalowane panele. Na koszt instalacji mając wpływ:", "Przykładowy rozkład procentowy kosztów dla firmy wykonującej instalacje został przedstawiony na Rys. 1 – oprac. na podstawie [1], [2].", "Aktualna średnia cena instalacji w Stanach Zjednoczonych w zależności od rozmiaru została przedstawiona na Rys. 2. Dla 1kW otrzymujemy koszt 5 $/kW, a przypadku i 74 kW koszt za 1kW wynosi 3$. Średni koszt instalacji fotowoltaiki słonecznej na świecie od 2010 do 2019 r spada od wielu lat i obecnie wynosi 995$/kW ( Rys. 2 – oprac. na podstawie danych z [3])." ]

[]

[ "Najpopularniejszymi typami ogniw są ogniwa krzemowe oraz cienkowarstwowe, ogniwa wielozłączowe (ze względu na koszt) i barwnikowe (ze względu na wydajność, jednak stanowią marginalną część sprzedaży). Pośród powszechnie dostępnych panele monokrystaliczne są najdroższe, ale ze względu na najwyższą sprawność są chętnie wybierane. Tańsze ogniwa to ogniwa polikrystaliczne, natomiast najtańszą opcją są krzemowe ogniwa amorficzne (tabela na Rys. 1 – oprac. na podstawie [1]).", "W związku z rozwojem technologicznym, udoskonalaniem techniki wytwarzania, spada cena samych paneli. Richard Swanson – założyciel SunPower Corporation, producent paneli słonecznych – zaproponował odpowiednik prawa Moor’a dla paneli słonecznych. Prawo Swansona [2] postuluje, że cena słonecznych paneli fotowoltaicznych ma tendencję do spadku o \\( 20\\% \\) za każde podwojenie skumulowanej ilości wysyłanego towaru. Jest to prawo empiryczne. Ceny krystalicznych ogniw słonecznych spadły z 76,67 USD/W w 1977 r. do przewidywanego poziomu 0,74 USD/W w 2013 r., w 2017 r. wynosiły 0.63 USD/W, by w 2020 r. osiągnąć cenę 0.21 USD/W [3] ( Rys. 2 – oprac. na podstawie [4])." ]

[]

[ "Łączna ilość energii wyprodukowana z fotowoltaiki w 2019 r. w Polsce wyniosła ok. 924 GWh, zaś prognoza na 2020 r. wynosi ok. 2190 GWh. Ilość energii wyprodukowanej w Polsce według źródła została przedstawiona na Rys. 1, natomiast procentowy rozkład źródeł energii w produkcji energii przedstawia Rys. 2. Energia wyprodukowana z fotowoltaiki stanowi \\( 1,9\\% \\) ogólnej wyprodukowanej energii w 2020 r. w Polsce [1]).", "W sektorze PV w Polsce jest zatrudnionych 5-6 tys. osób, z czego około 1000 osób zatrudnionych w firmach produkujących panele i komponenty instalacji. Tempo przyrostu nowych mocy instalacji fotowoltaicznych wynosi ok. \\( 150\\% \\) rocznie ( Rys. 3 ). W 2020 r. Polska zajmuje piąte miejsce w Europie pod względem przyrostu nowych mocy w fotowoltaice [2]. \\( 71\\% \\) zainstalowanych źródeł fotowoltaicznych stanowią mikroinstalacje.", "Średnia cena prądu w Polsce wynosi 0,62zł/kWh i ciągle rośnie, co w połączeniu z malejącymi kosztami instalacji czyni fotowoltaikę najbardziej obiecującą dziedziną OZE. W ostatnich latach pojawiły się uwarunkowania stymulujące inwestycje w wytwarzanie energii elektrycznej i cieplnej. Uporządkowano przepisy dotyczące przyłączenia do sieci – zrezygnowano z dokumentacji w formie papierowej, co pozwoliło skrócić czas procedury instalacyjnej. Zrezygnowano także z obowiązku uzyskania koncesji przez właścicieli odnawialnych źródeł energii o mocy do 50 kWp [1]. W ostatnich latach pojawiły się w Polsce rządowe programy wspierające instalacje fotowoltaiczne. Od 2014 r. działały dopłaty w ramach programu Prosument. Program oferował kredyt preferencyjny do \\( 100\\% \\) kosztów instalacji oraz dotacje w wysokości \\( 20\\% \\) lub \\( 40\\% \\) dofinansowania ( \\( 15\\% \\) lub \\( 30\\% \\) po 2016 r). Program powstał jako kontynuacja wcześniejszego programu \"Wspieranie rozproszonych, odnawialnych źródeł energii\". Z historycznych programów warto wspomnieć jeszcze program \"BOCIAN-rozproszone, odnawialne źródła energii\" realizowany przez Narodowy Fundusz Ochrony środowiska i Gospodarki Wodnej od 2015 r. Od 30.08.2019 r. ruszył program dofinansowań \"Mój Prąd\", w ramach którego właściciel każdej nowej instalacji fotowoltaicznej może liczyć na dofinansowanie w formie dotacji do \\( 50\\% \\) kosztów kwalifikowanych mikroinstalacji wchodzącej w skład przedsięwzięcia (nie więcej niż 5 tys. zł na jedno przedsięwzięcie). Budżet bezzwrotnych form dofinansowania wyniósł 1 miliard złotych. W ramach programu do 21 maja 2020 r. przyłączono instalacje o łącznej mocy 200,77 MW przyznając prawie 26 tys. dofinansowań [3], [4].", "Od 2019 r. można odliczyć od podatku dochodowego 53 000 zł w odniesieniu do wszystkich realizowanych przedsięwzięć termomodernizacyjnych w poszczególnych budynkach jednorodzinnych, których podatnik jest właścicielem lub współwłaścicielem. Instalacja fotowoltaiki w rozumieniu ustawy jest traktowana jako przedsięwzięcie termomodernizacyjne [5].", "Na rozwój branży fotowoltaicznej mają bardzo silny wpływ zmiany w regulacjach prawnych. Rozwój fotowoltaiki związany jest z nałożeniem obowiązku na państwa należące do Unii Europejskiej do zapewnienia \\( 20\\% \\) udziału energii pochodzących z odnawialnych źródeł energii w całkowitym zużyciu energii do końca 2020 r. Zobowiązanie to weszło w życie wraz z podpisaniem dyrektywy w 2009 r. Zgodnie z dyrektywą docelowy udział OZE w końcowym zużyciu energii brutto do końca 2020 r. dla Polski ma wynieść co najmniej \\( 15\\% \\) [6]. Raport dotyczący rynku fotowoltaicznego w Polsce 2019 r. [7] wskazuje dynamiczny wzrost mikroinstalacji w ostatnich dwóch latach. Porównanie mocy zainstalowanej w źródłach fotowoltaicznych od 2014 r. do czerwca 2019 r. z uwzględnieniem rodzaju instalacji fotowoltaicznej przedstawia Rys. 4 – oprac. na podstawie [1].", "Przyrost mocy z mikroinstalacji obserwowany jest od 2015 r., gdy w życie weszła ustawa o odnawialnych źródłach energii [8]. Zwiększenie produkcji energii elektrycznej z mikroinstalacji było także konsekwencją Regionalnych Programów Operacyjnych na lata 2014-2020. Łączna moc zainstalowana w źródłach fotowoltaicznych na koniec 2018 r. wynosiła ok. 500 MW, w maju 2019 r. przekroczyła 700 MW, a już pół roku później ok. 1,5 GW, natomiast w maju 2020 r. przekroczyła 1,95 GW. Wzrost sprzedaży energii z odnawialnych źródeł było także spowodowane wprowadzeniem systemu aukcyjnego. W systemie aukcyjnym wytwórcy deklarują ilość dostarczonej energii w czasie 15 lat oraz cenę za jaką będą sprzedawali energię. Zwycięzcami aukcji są producenci energii, którzy zaproponowali najniższą cenę. Aukcje na energię wprowadzono na podstawie ustawy o OZE z 2015 r. [6], która nie weszła w życie od razu, ale po jej nowelizacji w 2016 r. [7]. W 2018 r. zainstalowana moc pochodząca z instalacji, które wygrały aukcje OZE wynosiła ok. 50 MW, natomiast w 2019 r. ok 170 MW, co stanowi prawie 3,5-krotny wzrost mocy. Aukcje kontroluje Urząd Regulacji Energetyki, a ich przebieg opisuje Regulamin Aukcji [8]." ]

[]

[ "Moc zainstalowanych ogniw fotowoltaicznych w ciągu ostatnich lat wzrosła o wzrosła o około 100 GW. W 2019 r. wynosiła 130 GW. Średni wzrost wynosi 10 GW/rok, jego tempo, podobnie jak na całym świecie, zwiększa się – w 2019 r. moc wzrosła o \\( 13\\% \\). W Europie zainstalowano 16,7 GW, co oznacza ponad stuprocentowy wzrost w porównaniu z 8,2 GW na koniec 2018 r. Największe wzrosty zanotowały Hiszpania (wzrost o 4,7 GW), Niemcy (4 GW), Holandia (2,5 GW) oraz Francja (1,1 GW). Wpływ na to miała wejście w życie Dyrektywa OZE (28/2009/WE) w 2009 r. W latach 2007-2014 instalacje były skoncentrowane w Hiszpanii. Drugi największy europejski rynek fotowoltaiki to Włochy, gdzie całkowita moc elektrowni fotowoltaicznych przekracza już 21 GW. Fotowoltaika stanowiła \\( 92\\% \\) przyrostu nowych mocy w małych instalacjach OZE – Rys. 1 [1]." ]

[]

[ "Na całym świecie regularnie wzrasta światowa konsumpcja energii – według British Petrol Statistical Review of World Energy 2020 całkowite zużycie energii wzrosło o \\( 1,3\\% \\) względem poprzedniego roku ( Rys. 1 ). Odnawialne źródła energii (w tym biopaliwa) odnotowały rekordowy wzrost w zakresie zużycia energii ( \\( 3,2 EJ =3,2 \\cdot 10^{18}J \\)). Wiatr w największym stopniu przyczynił się do rozwoju odnawialnych źródeł energii (1,4 EJ), drugi w kolejności wkład wniosła energii pochodząca ze Słońca (1,2 EJ). Od kilku lat najszybciej rozwija się rynek fotowoltaiki w Chinach. 16 GW nowych instalacji zainstalowano w Unii Europejskiej, a w Stanach Zjednoczonych pojawiło się ich 13. Wydatki na badania i rozwój w dziedzinie energii odnawialnej wzrosły o \\( 10\\% \\), osiągając \\( 13 mld $ \\). Około połowa tej kwoty została przeznaczona na energię słoneczną [1], [2].", "Chiny (odpowiadające za \\( 28,5\\% \\) globalnej emisji \\( CO_2 \\)) zadeklarowały, że do 2060 r. chcą osiągnąć neutralność klimatyczną, czyli przestać emitować do atmosfery nadmiar dwutlenku węgla. IHS Markit wskazuje, że moc paneli fotowoltaicznych będzie musiała wzrosnąć ponad dziesięciokrotnie z obecnych 213 GW do 2200 GW, a moc wiatraków z 231 GW do 1700 GW. Rozwój technologii odnawialnych źródeł energii, w tym fotowoltaiki, w najbliższych latach stanie się jednym z kluczowych obszarów gospodarki [3]." ]

[]

[ "Indocti discant, et ament meminisse periti [łac.] - laicy niech się (z tego) uczą, znawcy niech się cieszą, że pamiętają - podręcznik kierujemy przede wszystkim do studentów kierunków nauk o Ziemi (geologii, geografii, ochrony środowiska, geoturystyki itd.). Mamy jednak nadzieję, że zainteresuje on także wszystkich, których fascynuje nasza planeta, będąca naszym środowiskiem życia i poznanie jej funkcjonowania jest niesłychanie istotne, wręcz konieczne, dla naszej przyszłości.", "Założyliśmy, że podręcznik będzie prezentował tylko treści podstawowe, musi być napisany prostym językiem i mieć klarowną konstrukcję. To nie jest podręcznik dla naukowców i profesjonalistów, ale dla adeptów nauk o Ziemi. Zawiera on bazowe informacje, bez nadmiaru szczegółów. Poruszane zagadnienia staraliśmy się zilustrować na modelach i zdjęciach. Chcemy zachęcić, szczególnie młodych ludzi, do zrozumienia, że Ziemia to wspaniała, fascynująca planeta, która jest wciąż formowana. I że każdy proces geologiczny ma swoje uwarunkowania i oddziałuje na powierzchnię naszej planety, a każda wywołana zmiana pociąga za sobą następną. Procesy egzogeniczne, w powiązaniu z procesami endogenicznymi i biologicznymi kształtują środowisko zewnętrzne i nadają kierunek ewolucji Ziemi. Zapraszamy do lektury o procesach ziemskich.", "Podczas prac nad tym e-podręcznikiem uzyskaliśmy nieocenione wsparcie ze strony wielu naszych przyjaciół, którzy podzielili się z nami własnymi materiałami i dobrą radą.", "Za udostępnienie materiałów fotograficznych z własnych archiwów podziękowania chcieliśmy złożyć Sławomirowi Bębenkowi, Dorocie Górniak, Andrzejowi Jońcowi, Michałowi Krobickiemu, Markowi Łodzińskiemu, Mateuszowi Szczęchowi, Krzysztofowi Szopie, Ewie Waśkowskiej oraz Ewie Welc. Dziękujemy za udostępnienie okazów skał z prywatnych kolekcji Michałowi Krobickiemu, Markowi Łodzińskiemu oraz Piotrowi Siwkowi. Jesteśmy bardzo wdzięczni za pomoc w pracach edytorskich, w których wspomogli nas Maria Czuj-Górniak, Kacper Oliwa, Izabela Ptaszek, Elżbieta Słomka oraz Karolina Słomka-Polonis.", "Szczególne podziękowania składamy Pani Marcie Stąporek, która cierpliwie znosiła nasze „humory”, na bieżąco rozwiązywała wszelkie trudności i to co było dla nas najcenniejsze, wniosła w czas pracy edytorskiej wiele ciepła oraz uśmiechu i bez pomocy której ten podręcznik nigdy by nie powstał." ]

[]

[ "Procesy egzogeniczne należą do procesów morfotwórczych, czyli kształtujących powierzchnię Ziemi [1], [2], [4], [5], [3], [6]. Ze względu na charakter dzielone są one na:", "Działalność procesów egzogenicznych wpisuje się w teorię peneplenizacji.", "Peneplenizacja polega na przewlekłym współdziałaniu procesów twórczych i niszczących, zwanych ogólnie procesami planacyjnymi [1], [4], [3] (gradacyjnymi) (Rys. 1), które powodują:", "Procesy egzogeniczne, zarówno budujące jak i niszczące, zachodzą w różnych środowiskach i związane są z występowaniem wody we wszystkich stanach skupienia, powietrza i zjawisk atmosferycznych, organizmów żywych, ciepła słonecznego, grawitacji i upadków meteorytów. Zwykle procesy egzogeniczne rozpatruje się w grupach, w zależności od głównego oddziałującego czynnika i wyróżnia się:" ]

[ { "name": " Definicja 1: Procesy egzogeniczne ", "content": " Procesy przyrodnicze, które napędzane są energią zewnętrzną,\nczyli pozyskiwaną ze źródeł pozaziemskich, nazywane są procesami egzogenicznymi. Głównymi źródłami tej\nenergii jest Słońce (zob. Energia słoneczna) i grawitacja. " }, { "name": " Definicja 2: Peneplenizacja ", "content": " Długotrwałe współdziałanie procesów geologicznych, prowadzące do\nwyrównania powierzchni Ziemi nazywane jest peneplenizacją. Celem peneplenizacji jest osiągnięcie możliwie\npłaskiej morfologii na rozległych obszarach, którą nazywa się penepleną (prawierównią, zrównaniem\nkońcowym). Peneplenę charakteryzuje pagórkowata rzeźba, w której występują niskie wzniesienia o łagodnie\nnachylonych stokach oraz szerokie i płytkie doliny [7], [4]. " } ]

[ "Słońce składa się z: (Rys. 1A):", "Jądro Słońca zajmuje około 20–25% promienia słonecznego. Zbudowane jest z plazmy, której głównymi składnikami są elektrony, protony i jądra atomów helu. W jądrze jest wytwarzane 99% energii Słońca. Energia ta powstaje w procesie syntezy termojądrowej, w procesie przekształcania wodoru w hel.", "Ponad jądrem występuje strefa promienista, która rozciąga się do około 70% promienia słonecznego. Podobnie jak jądro, składa się z plazmy, czyli jonów i elektronów. Energia w tej strefie przekazywana jest przez promieniowanie. Wraz ze wzrostem odległości od jądra, temperatura i gęstość tej sfery znacząco spadają.", "Następna jest strefa konwektywna (zwana także konwekcyjną), którą charakteryzuje występowanie konwekcji termicznej. Temperatura w tej strefie jest niższa niż w strefie promienistej, a cięższe atomy nie są całkowicie zjonizowane. Komórki konwekcyjne, wynoszące ciepło na zewnątrz, tworzą ślad na powierzchni Słońca w postaci granuli, które mają formę wielokątów o rozmiarach rzędu 1000 km.", "Powierzchniową warstwę Słońca, o grubości około 400 km, stanowi fotosfera. W niej powstaje większość fotonów opuszczających Słońce i jest ona widoczna gołym okiem z Ziemi. Światło słoneczne powyżej fotosfery rozchodzi się niemal swobodnie w przestrzeni.", "Na zewnątrz fotosfery rozciąga się atmosfera słoneczna, którą dzieli się na chromosferę, warstwę przejściową, koronę słoneczną i heliosferę. Chromosfera, warstwa przejściowa i korona są znacznie gorętsze niż powierzchnia Słońca. Temperatura w chromosferze stopniowo wzrasta do około 20 000 K. Jest ona widoczna jako kolorowy błysk podczas zaćmień Słońca. Powyżej chromosfery znajduje się cienka (około 200 km) warstwa przejściowa, w której temperatura wzrasta gwałtownie do blisko miliona kelwinów. W koronie słonecznej temperatura osiąga 2 000 000 K. Generowany jest w niej wiatr słoneczny, który dochodzi do Ziemi. Heliosfera jest zewnętrzną warstwą atmosfery słonecznej. Wypełnia ją plazma wiatru słonecznego.", "Słońce emituje energię, głównie w postaci promieniowania elektromagnetycznego, w zakresie promieniowania ultrafioletowego, widzialnego i podczerwonego i jest najważniejszym źródłem energii dla życia na Ziemi (zob. Energia słoneczna). Niewielka część tej energii wchodzi do wiatru słonecznego, czyli strumienia całkowicie zjonizowanej wodorowo-helowej plazmy, poruszającej się z prędkością około 300-800 km/s) [1], [2], [3]." ]

[ { "name": " Definicja 1: Słońce ", "content": " Słońce to centralna gwiazda Układu Słonecznego. Jest gwiazdą ciągu głównego\ntypu G (G2V), klasyfikowaną jako żółty karzeł. Ma kształt kulisty, który jest stabilizowany przez grawitację i\nograniczany przez pole magnetyczne. Promień Słońca wynosi około 695 000 km, czyli 109 razy więcej niż\npromień Ziemi. Jego masa jest około 330 000 razy większa od masy Ziemi i stanowi około 99,86%\ncałkowitej masy Układu Słonecznego. W środku Słońca temperatura osiąga około 16 mln K,\na gęstość \\(1,6\\cdot 105\\frac {kg}{m^3}\\). Około 3/4 masy Słońca składa się z wodoru; reszta to głównie hel (około 25%), z\nakcesorycznymi ilościami cięższych pierwiastków, w tym tlenu, węgla, neonu i żelaza [1], [2], [3].\n" } ]

[ "Natężenie promieniowania słonecznego można mierzyć w przestrzeni kosmicznej lub na powierzchni Ziemi po absorpcji i rozproszeniu atmosferycznym. Natężenie promieniowania w przestrzeni jest funkcją odległości od Słońca, cyklu słonecznego i zmian między cyklami. Natężenie promieniowania na powierzchni Ziemi zależy dodatkowo od nachylenia powierzchni pomiarowej, wysokości Słońca nad horyzontem oraz warunków atmosferycznych. Promieniowanie słoneczne wpływa na przebieg procesów geologicznych, metabolizm roślin i zachowanie zwierząt [1]. Badanie i pomiar natężenia promieniowania słonecznego ma kilka ważnych zastosowań, w tym przewidywanie wytwarzania energii z elektrowni słonecznych, obciążenie ogrzewania i chłodzenia budynków, modelowanie klimatu i prognozowanie pogody, zastosowania pasywnego chłodzenia radiacyjnego w ciągu dnia oraz podróże kosmiczne [1]." ]

[ { "name": " Definicja 1: Energia słoneczna ", "content": " Energia słoneczna to energia promieniowania słonecznego zdolna\ndo wytwarzania ciepła i wywoływania reakcji chemicznych lub generowania elektryczności [1], [2]. Używa się\nteż pojęcia energia słoneczna dla opisania energii wytwarzanej przez Słońce w wyniku reakcji termojądrowych\n[3].\nNatężenie promieniowania słonecznego to moc na jednostkę powierzchni (powierzchniowa gęstość mocy)\nodbierana ze Słońca w postaci promieniowania elektromagnetycznego w zakresie długości fal instrumentu\npomiarowego. Natężenie promieniowania słonecznego jest mierzone w watach na metr kwadratowy (\\(W/m^2\\)) w\njednostkach SI. " }, { "name": " Definicja 2: Stała słoneczna ", "content": " Stała słoneczna jest to ilość energii słonecznej docierającej w jednostce\nczasu do jednostki powierzchni prostopadłej do kierunku rozchodzenia się promieniowania na górnej granicy\natmosfery [4]. Jej wartość wynosi ok. 1370 \\(W/m^2\\). Wbrew nazwie wartość stałej słonecznej ulega wahaniom, które są\nskutkiem zmian odległości Ziemi od Słońca w ruchu po orbicie oraz zmian aktywności Słońca. " } ]

[ "Prawo powszechnego ciążenia jest przedstawione w Prawo powszechnego ciążenia i na Rys. 1 (gdzie, M – masa Ziemi, m – masa ciała przyciąganego, G – stała grawitacji, R – odległość ciała przyciąganego od środka Ziemi, a - odległość ciała przyciąganego od osi obrotu Ziemi, \\(\\omega \\) – prędkość obrotowa Ziemi w punkcie, gdzie znajduje się ciało przyciągane). Siła przyciągania Ziemi (F = mg) jest modyfikowana przez siłę odśrodkową. Odległość ciała przyciąganego od środka Ziemi zależy od położenia tego ciała na powierzchni Ziemi, czyli dokładnie na powierzchni geoidy.", "Przyciąganie Ziemi ma wpływ na następujące procesy:", "Siła przyciągania Słońca i Księżyca wpływa na powierzchnię Ziemi, w szczególności na zmiany powierzchni oceanów [5], [6], [7]. Zmiany te znane są jako pływy (zob. Pływy)." ]

[ { "name": " Definicja 1: Przyspieszenie ziemskie ", "content": " Przyspieszenie ziemskie, zwane też ziemskim przyspieszeniem\ngrawitacyjnym jest to przyspieszenie spadku swobodnego na Ziemi, przyspieszenie (w próżni) nadawane\nprzez siłę grawitacyjną Ziemi ciału znajdującemu się na jej powierzchni. Przyjmuje się wartość\nprzyspieszenia ziemskiego 9,80665 \\(m/s^2\\) zmierzoną na poziomie morza na 45\\(^{\\circ }\\) szerokości geograficznej [1].\n" }, { "name": " Definicja 2: Geoida ", "content": " Geoida to teoretyczna powierzchnia ekwipotencjalna (zob. Kształt Ziemi [w:]\nGeologia. Ziemia i procesy endogeniczne), czyli kształt, jaki przybrałaby powierzchnia oceanu pod wpływem\nprzyciągania Ziemi, w tym przyciągania grawitacyjnego i obrotu Ziemi, gdyby nie było innych wpływów, takich\njak wiatry i pływy. Powierzchnia ta przedłużona jest w sposób umowny pod powierzchnią lądów. Wszystkie\npunkty na powierzchni geoidy mają ten sam geopotencjał (suma energii potencjalnej grawitacji i\nenergii potencjalnej odśrodkowej). Siła przyciągania Ziemi działa wszędzie prostopadle do geoidy.\nKształt geoidy wyznacza się na podstawie pomiarów astronomiczno-geodezyjnych, grawimetrycznych\ni niwelacyjnych. Kształt ten, aktualnie wyznaczany przede wszystkim na podstawie altymetrii\nsatelitarnej, jest zbliżony do elipsoidy obrotowej. Odchylenie maksymalne jest rzędu 100 metrów [2].\n \n \n" } ]

[ "Cykl geotektoniczny, czyli cykl Wilsona (zob. Mechanizm kolizji) przedstawia procesy, w wyniku których następują przemieszczenia płyt litosfery, powstawanie oceanów, ich zamykanie i formowanie orogenów (zob. Orogeneza i epejrogeneza - definicje podstawowe).", "W cykl skalny zaangażowane są następujące procesy (Rys. 1):", "Masy skalne zmieniają swoje położenie we wnętrzu Ziemi. Część z nich dostaje się w warunki wysokich temperatur, gdzie następuje wytopienie z nich składników i wytworzenie stopów, zwanych magmą. Każdy z trzech głównych typów genetycznych skał (skały magmowe, osadowe i metamorficzne) może ulec przetopieniu i uformować skałę magmową [4], [5], [6]. Magma migruje i podlega wznoszeniu. W obrębie skorupy ziemskiej lub na jej powierzchni jest ochładzana i krzepnie tworząc skałę magmową (zob. Dyferencjacja magmy, Krystalizacja magmy, Stadia krystalizacji magmy, Intruzje magmowe).", "Podczas tektonicznych procesów orogenicznych skały są wypiętrzane i tworzą góry (zob. Orogeneza i epejrogeneza - definicje podstawowe, Orogeny bezkolizyjne, Orogeny kolizyjne). W strukturach powierzchniowych Ziemi są poddawane działaniu atmosfery, hydrosfery i biosfery, gdzie podlegają procesom wietrzenia i erozji. Procesy te powodują rozpad i rozkład skał, a ich fragmenty, w formie ziaren są transportowane grawitacyjnie w niżej położone obszary wodne lub lądowe, gdzie ulegają gromadzeniu w procesie sedymentacji tworząc osadowe skały detrytyczne [4], [5], [6], (zob. Geologiczna działalność oceanów i mórz, Geologiczna działalność wód płynących, Geologiczna działalność lodu, Wietrzenie, Geologiczna działalność wiatru, Geologiczna działalność wód stojących). Zgromadzony luźny materiał w wyniku diagenezy przekształca się w zwięzłą skałę osadową (zob. Skały okruchowe, Niestokowe ruchy masowe i ich przyczyny). Skały osadowe mogą też powstawać przez krystalizację minerałów z roztworów. Zmineralizowanie wód następuje często przez związki pochodzące z rozkładu wcześniejszych generacji skał. Pewne odmiany skał tworzą się dzięki sedymentacji materiałów wytwarzanych przez organizmy żywe (skały biogeniczne) [4], [5], [6], (zob. Ewaporaty, Skały węglanowe, Wapienie).", "Skały poddane działaniu wysokich temperatur i ciśnień podlegają przemianom fizycznym lub chemicznym, tworząc skały metamorficzne (zob. Skały metamorficzne [w:] Geologia. Ziemia i procesy endogeniczne.). Procesy metamorficzne obejmują metamorfizm regionalny, kontaktowy, imapktytowy, dynamometamorfizm oraz metasomatozę (zob. Rodzaje metamorfizmu, Metasomatoza) [4], [5], [6], [7]." ]

[ { "name": " Definicja 1: Cykl skalny ", "content": " Cykl skalny, zwany także cyklem geologicznym, opisuje procesy prowadzące\ndo powstania skał, ich przeobrażeń i zniszczenia. Cykl skalny jest serią procesów naturalnych, w których\nnastępuje obieg materii pomiędzy skałami, w wyniku przekształceń skał jednego typu w inne typy [1], [2], [3].\n" } ]

[ "Woda podlega parowaniu, czyli ze stanu ciekłego przechodzi w stan gazowy (parę wodną). Parowanie zachodzi wtedy, gdy cząsteczka ma dostatecznie wysoką energię kinetyczną, by przezwyciężyć siły przyciągania między cząsteczkami cieczy. Energia kinetyczna cząsteczek wody związana jest z energią dostarczaną przez promieniowanie słoneczne. Parowaniu podlega woda występująca w zbiornikach oceanicznych, morskich, jeziornych, w rzekach oraz znajdująca się w powierzchniowych strukturach lądów. Para woda może też dostawać się do atmosfery z gazów wulkanicznych, w wyniku sublimacji, czyli przechodzenia lodu w stan gazowy, a także przez transpirację, czyli jest dostarczana przez rośliny, które są ważnym źródłem wody. W roślinach woda powstaje jako produkt uboczny fotosyntezy. Woda dostaje się do atmosfery również w wyniku oddychania przez zwierzęta i ludzi.", "Do fazy ciekłej para woda wraca dzięki procesowi kondensacji [5], [6]. Kondensacja, czyli skraplanie ma miejsce podczas ochładzania pary wodnej lub mieszania się mas powietrza o różnych temperaturach. Skraplanie wody, związane jest z uformowaniem kropli, które zachodzi wokół mikroskopijnych cząsteczek pyłu lub soli, zwanych jądrami kondensacji. Małe kropelki wody zawieszone są w atmosferze i stają się widoczne w chmurach lub we mgle. Ich powstawanie łączy się z występowaniem w powietrzu pyłów zawieszonych. W chmurach kropelki wody zderzają się tworząc większe formy. Gdy osiągną odpowiednią wielkość, spadają grawitacyjnie na Ziemię w postaci deszczu, śniegu lub gradu tworząc opad atmosferyczny. Na powierzchni Ziemi opad może odparować, infiltrować lub spłynąć do strumieni, jezior i finalnie do oceanów.", "Infiltracja to proces, w którym woda z powierzchni Ziemi przedostaje się do struktur podpowierzchniowych (zob. Infiltracja). Zdolność infiltracji zależy od ilości, rodzaju i intensywności opadów, nachylenia terenu, własności i nasycenia podłoża, temperatury, rodzaju i ilości pokrywy roślinnej. Infiltracja podłoża gliniastego, bogatego w minerały ilaste zachodzi wolno, natomiast podłoże żwirowe w krótkim czasie przyjmuje znaczne ilości wody [5], [6]. Woda z infiltracji, która występuje w przypowierzchniowych częściach skorupy ziemskiej wypełniając przestrzenie porowe w skałach, nazywana jest wodą gruntową. Przemieszcza się ona powoli w strukturach ziemskich, tworząc odpływ wód gruntowych (podziemny) [5], [6]. Niektóre wody gruntowe mogą ponownie przedostać się na powierzchnię, skąd wypływają jako źródła tworząc strumienie lub w wypływają obrębie jezior, zbiorników morskich i oceanicznych. W związku z tym, iż systemy wód powierzchniowych i podziemnych są ze sobą połączone, wody strumieni i jezior mogą infiltrować i zasilać wody gruntowe.", "Wody w strumieniach i jeziorach nazywane są wodami powierzchniowymi. Przepływ wody po powierzchni Ziemi ma miejsce, gdy nadmiar wody deszczowej, burzowej, roztopowej lub pochodzącej z innych źródeł nie podlega wystarczająco szybkiej infiltracji. Taki przepływ nazywany jest odpływem powierzchniowym (Rys. 2).", "Retencja to zdolność do gromadzenia i przetrzymywania wody na i w obrębie skorupy ziemskiej. Rozróżnia się retencję oceanów, retencję wody słodkiej na powierzchni kontynentów, retencję podłoża i retencję atmosfery. Pojęcie retencji (tzw. małej retencji) odnosi się też do mniejszych jednostek, używane jest w stosunku do zdolności gromadzenia wody w lasach lub małych zbiornikach naturalnych i sztucznych (Rys. 3)." ]

[ { "name": " Definicja 1: Obieg wody w przyrodzie (cykl hydrologiczny) ", "content": " Cykl hydrologiczny przedstawia cyrkulację\nwody na Ziemi, to znaczy zmiany jej stanu i położenia w systemie ziemskim [1], [2], [3], [4]. W jego obrębie\nwyróżnia się duży obieg, obejmujący oceany i kontynenty oraz obieg mały, który rozpatruje cyrkulację tylko\noceanów lub kontynentów albo mniejszych regionów. " } ]

[ "Dwutlenek węgla do atmosfery ziemskiej dostaje się w wyniku różnych procesów. W przeszłości geologicznej podstawowym jego źródłem był wulkanizm, który współcześnie odgrywa mniejszą rolę [3] (zob. Wulkanizm [w:] Geologia. Ziemia i procesy endogeniczne.). Dwutlenek węgla produkowany jest przez spalanie (utlenianie), czyli reakcję chemiczną polegającą na łączeniu się węgla z tlenem: \\({C+O_2=CO_2}{\\uparrow }\\). Zachodzi też przez rozkład substancji organicznej, w trakcie której następuje uwolnienie dwutlenku węgla i metanu do atmosfery [4] oraz przez oddychanie, czyli w procesie wymiany gazowej odbywającej się pomiędzy organizmami zwierzęcymi, a atmosferą. Wzbogacenie w dwutlenek węgla ma miejsce również przez działalność antropogeniczną (np. produkcję cementu i wapnia [5], podczas których wyprażane są węglany \\({CaCO_3=CaO+CO_2}{\\uparrow }\\)). Węgiel jest składnikiem metanu \\(CH_4\\), który uwalniany jest do atmosfery z hydratów lub podczas wydobywania kopalin.", "Ważnym procesem regulującym ilość dwutlenku węgla w atmosferze jest fotosynteza (Rys. 2), polegająca na przekształcaniu energii świetlnej w energię chemiczną, której część jest magazynowana w cząsteczkach węglowodanów [6]", "Przeprowadzana jest ona przez organizmy nazywane fotoautotrofami, do których należy większość roślin lądowych, glonów i sinic. Fotosynteza zachodzi na powierzchni Ziemi w środowiskach lądowych i wodnych, zarówno morskich i słodkowodnych.", "Węgiel jest głównym pierwiastkiem wchodzącym w skład związków organicznych, z których są zbudowane tkanki organiczne. Biomasa, czyli żywe organizmy oraz materia pochodząca z martwych organizmów, jest częściowo spalana (głównie przez człowieka) lub ulega rozkładowi. Procesy te dostarczają dwutlenek węgla i metan do atmosfery [4]. Tylko część węgla z biomasy ulega akumulacji.", "Wycofywanie węgla z obiegu związane jest z retencją, czyli gromadzeniem i przetrzymywaniem go. Ze względu na środowisko wyróżniana jest retencja oceaniczna, atmosferyczna, glebowa i skalna. Największa ilość węgla znajduje się w skałach węglanowych, tj. wapienie i dolomity (Rys. 3) (zob. Skały węglanowe). Większość tych skał ma pochodzenie biogeniczne i występujący w nich węgiel został wychwycony z wody morskiej przez organizmy żywe, takie jak korale, małże, czy glony (zob. Wapienie), [7], [8].", "Część biomasy nie ulega rozkładowi i następuje gromadzenie węgla w kaustobiolitach (zob. Kaustobiolity), [7], [8]. Biomasa lądowa ulega akumulacji, w wyniku której powstają torfy, które przekształcają się w węgle (zob. Powstawanie węgli humusowych), (Rys. 4). Morska akumulacja prowadzi do powstania łupków bitumicznych oraz innych kaustobiolitów ciekłych i gazowych. Akumulacja antropogeniczna odbywa się przez sekwestrację. Jest to wychwytywanie dwutlenku węgla z atmosfery (np. ze spalin) i magazynowanie go (np. przez zatłaczanie pod powierzchnię Ziemi). Z sekwestracją łączy się też mineralizacja, czyli doprowadzenie do reakcji chemicznych dwutlenku węgla z minerałami skały goszczącej [9].", "Przetapianie i przeobrażenie skał bogatych w węgiel następuje na dużych głębokościach, gdzie panują odpowiednio wysokie temperatury. Węgiel wchodzi w skład magmowych i metamorficznych (między innymi jako minerały grafit i diament) oraz par i gazów wulkanicznych, skąd może być uwalniany do atmosfery [3]." ]

[ { "name": " Definicja 1: Cykl węglowy ", "content": " Cykl węglowy to cykl biogeochemiczny, opisujący cyrkulację węgla na\nZiemi [1], [2]. Węgiel wielokrotnie przemieszcza się w obiegu zamkniętym między atmosferą, skorupą ziemską,\nhydrosferą i biosferą. " } ]

[ "Procesy te zachodzą dzięki bakteryjnym procesom biochemicznym.", "Wiązanie azotu, czyli przemiana gazowego azotu (\\(N_2\\)) w związki, które są przyswajalne dla roślin [3] zachodzi przy udziale bakterii. Pewna ilość azotu jest wiązana przez wyładowania atmosferyczne.", "Amonifikacja polega na łączeniu gazowego azotu z wodorem i wytwarzaniu amoniaku \\(NH_3\\) [4]. Proces ten jest prowadzony przez bakterie zwane diazotrofami, które wytwarzają enzym azotazę. Amonifikacja ma miejsce również podczas rozkładu tkanek organicznych roślinnych lub zwierzęcych. Amoniak jest też wytwarzany sztucznie przez człowieka w procesie Habera-Boscha: \\(N_2 + 3H_2 = 2NH_3\\).", "Wchłanianie związków azotu z gleby przez włośniki roślin nazywane jest asymilacją azotu [5]. Odbywa się przy współudziale symbiotycznych bakterii Rhizobia. Do organizmów zwierzęcych azot trafia drogą pokarmową, poprzez konsumpcję aminokwasów, nukleotydów i innych małych związków organicznych zawartych w roślinach lub innych zwierzętach. Człowiek wprowadza związki azotu do gleby w postaci nawozów sztucznych lub eksploatacji minerałów azotowych, takich jak saletra chilijska \\(NaNO_3\\).", "Podczas nitryfikacji zachodzi przekształcenie amoniaku w azotyny i azotany [4], które są przyswajalne dla roślin. Proces ten jest prowadzony przez bakterie Nitrosomonas, Nitrospiras i Nitrobacter. Związki te są też wytwarzane przez człowieka w produkcji nawozów sztucznych.", "Denitryfikacja polega na redukcji azotanów do formy gazowej \\(N_2\\) i zachodzi przy udziale beztlenowych bakterii Pseudomonas i Paracoccus [6]. Kończy ona cykl azotowy." ]

[ { "name": " Definicja 1: Cykl azotowy ", "content": " Cykl azotowy to cykl biogeochemiczny opisujący cyrkulację azotu na Ziemi\n[1], [2]. Azot wielokrotnie przemieszcza się w cyklu zamkniętym między atmosferą, skorupą ziemską, hydrosferą\ni biosferą. " } ]

[ "W obiegu fosforu biorą udział następujące procesy:", "W wyniku wypiętrzenia skały magmowe zawierające minerały bogate w fosfor takie, jak apatyt (Rys. 2A), (zob. Fosforany) dostają się do stref wietrzenia i podlegają rozpadowi i rozkładowi (zob. Wietrzenie mechaniczne, Wietrzenie chemiczne). Materiał z nich pochodzący jest jest transportowany jako ziarna w procesach fluwialnych, ablacyjnych, eolicznych i w powierzchniowych ruchach masowych lub w formie roztworu przez wody. Apatyt może zostać rozpuszczony przez naturalne kwasy wytwarzane w glebie oraz przez niektóre gatunki grzybów i w formie roztworów dostaje się do gleby oraz do zbiorników wodnych. Tak utworzone jony fosforanowe mogą być włączane w metabolizm bakterii fosforanowych, przez co łatwiej są przyswajane przez rośliny i zwierzęta.", "W wodzie morskiej rozpuszczony fosfor nieorganiczny, głównie ortofosforan, jest asymilowany przez fitoplankton i przekształcany w organiczne związki fosforu [2]. Fitoplankton uwalnia rozpuszczony w komórkach fosfor nieorganiczny i organiczny do otaczającego środowiska. Niektóre organiczne związki fosforu mogą być hydrolizowane przez enzymy syntetyzowane przez bakterie oraz fitoplankton i w tej formie pobierane są przez rośliny wodne i lądowe. Sporo fosforu trafia do organizmów zwierzęcych. Fosfor przekazywany jest przez konsumpcję roślin i oddawany jest do środowiska przez wydalanie. Odchody zwierzęce zawierają związki fosforu, z których nagromadzenia lokalnie powstają skały fosforowe, zwane guanem (zob. Skały fosforanowe i manganowe), [3]. Pokłady guan są wydobywane i używane jako nawóz, przez co fosfor w nich zawarty wraca do gleby.", "Niewielka część związków fosforu jest zdeponowana w osadach morskich, jeziornych lub rzecznych [4]. Zlityfikowane skały bogate w fosfor to fosforyty (Rys. 2B), (zob. Skały fosforanowe i manganowe). Są one wydobywane przez człowieka i przerabiane na nawóz sztuczny." ]

[ { "name": " Definicja 1: Cykl fosforowy ", "content": " Cykl fosforowy to cykl biogeochemiczny, opisujący cyrkulację fosforu na\nZiemi [1], (Rys. 1)." } ]

[ "Skały osadowe powstają w wyniku procesów sedymentacyjnych [5], [6], [2], [7], [8], [9], czyli procesów fizycznych, chemicznych i organicznych, które prowadzą do formowania skał osadowych.", "Do utworzenia skały osadowej potrzebne jest miejsce i materiał. Skały osadowe powstają w obszarze sedymentacyjnym. Jest to miejsce depozycji materiału, czyli jego nagromadzenia oraz przebiegu innych procesów prowadzących do uformowania skały osadowej. Basenem lub zbiornikiem sedymentacyjnym nazywa się obszar, w którym gromadzą się miąższe serie osadowe [7], [10]. Zwykle podlega on obniżaniu (subsydencji) i ma formę zagłębienia w skorupie ziemskiej (Rys. 1), [9].", ".", "Ze względu na warunki, zbiorniki sedymentacyjne dzielone są na:", "Mają one różną morfologię, rozmiary i charakteryzują je indywidualne cechy, co przekłada się na powstawanie różnorodnych odmian skał osadowych. Materiał, który jest w nich deponowany może pochodzić ze źródeł znajdujących się w obrębie basenu sedymentacyjnego, jak i zewnątrz basenowych.", "Skały osadowe powstają z materiału pochodzącego z [5], [11], [6], [8], [1]:", "Podstawowym procesem sedymentacyjnym jest depozycja, czyli osadzenie materiału w środowisku. Prowadzi ona do nagromadzenia materiału osadowego i uformowania skały osadowej. Depozycja może być poprzedzona przez transport, jeśli następuje przemieszczenie materiału od miejsca występowania skały macierzystej do miejsca jego składowania (Rys. 1), [1], [12], [6]. Materiał osadowy może wejść raz w cykl transportowo-depozycyjny lub może wielokrotnie uczestniczyć w takich cyklach. Ponowne zaangażowanie materiału w procesy sedymentacyjne wiąże się z jego redepozycją, czyli powtórnym jego transporcie i powtórnym składowaniem, które poprzedzone jest erozją [9].", "Świeżo złożony materiał mineralny, lityczny lub biologiczny nazywany jest osadem. Podlega on przemianom fizycznym i chemicznym, które prowadzą do jego modyfikacji. Procesy, które się odbywają w okresie postdepozycyjnym do etapu lityfikacji skały nazywane są diagenezą [3], [6], [13], [1].", "Procesy sedymentacyjne oraz powstający w ich efekcie osad uzależnione są od czynników środowiskowych takich jak [6]:" ]

[ { "name": " Definicja 1: Skały osadowe ", "content": " Skały osadowe to skały powstające przez nagromadzenie elementów\nmineralnych, litycznych i/lub organicznych na powierzchni Ziemi lub w przypowierzchniowych częściach\nskorupy ziemskiej [1], [2], [3], [4]. " } ]

[ "Zatem, podstawowym budulcem skały osadowej jest minerał i jego pochodne (tj. mineraloid, biominerał), fragment skały lub element organiczny, które pod wpływem procesów sedymentacyjnych zostały zgromadzone w basenie sedymentacyjnym.", "Ze względu na lokalizację źródła materiału deponowanego w zbiorniku sedymentacyjnym wyróżnia się [1], [2], [3], [4], [5], [6], [7]:" ]

[]

[ "Skład skały osadowej jest uzależniony od:", "Trwałość ziarna w środowisku związana jest z jego odpornością na procesy wietrzenia, zarówno chemicznego, jak i fizycznego, w szczególności na zmiany podczas transportu. Uzależniona jest ona od warunków środowiskowych, ale i własnych ziarna, dla których istotne są:", "Odporność głównych minerałów skałotwórczych", "Pospolite skałotwórcze minerały skał osadowych, tj. chlorki (np. sylwin, halit), siarczany (np. gips, anhydryt (zob. Siarcznay) oraz węglany (np. kalcyt, dolomit (zob. Minerały węglanu wapnia)) wykazują dość niską stabilność środowiskową i zaliczane są do minerałów nietrwałych (zob. Odporność minerałów na wietrzenie). Choć ich cechy fizyczne (niska twardość oraz obecne systemy łupliwości) powodują, że są nieodporne na niszczenie mechaniczne, ich nietrwałość wynika przede wszystkim z podatności na wietrzenie chemiczne (zob. Wietrzenie chemiczne), [7]. Minerały te wchodzą powszechnie w reakcje chemiczne ze związkami atmosfery, biosfery i hydrosfery. W wyniku wietrzenia dochodzi do ich:", "Proces wietrzenia chemicznego zachodzi w relatywnie krótkim czasie i minerały niestabilne są dość szybko eliminowane ze środowiska. Zachowanie allogenicznych minerałów niestabilnych jest możliwe przy zminimalizowaniu czasu ich ekspozycji. Odbywa się ono przez odcięcie ich od czynników wietrzeniowych przez szybkie pogrzebanie, czyli przykrycie kolejnymi warstwami skał osadowych.", "Słabą odporność na wietrzenie chemiczne wykazują również minerały główne skał magmowych oraz metamorficznych, które zasobne są w żelazo oraz magnez (minerały maficzne), tj. oliwiny, pirokseny, amfibole, biotyty, epidoty oraz minerały z grupy serpentynu (zob. Skały magmowe i piroklastyczne [w:] Geologia. Ziemia i procesy endogeniczne). Z kolei minerały zasobniejsze w krzem oraz glin, tj. skalenie, skaleniowce, charakteryzuje wyższa stabilność środowiskowa i wchodzą one w osadowe cykle transportowo-depozycyjne. Podlegają one procesowi wietrzenia chemicznego, gdyż skalenie powszechnie przechodzą w serycyt lub minerały ilaste (np. illit, kaolinit, montmorylonit, wodorotlenki glinu i węglany) (Rys. 3), [8], [5], [6]. Proces ten zachodzi dość wolno, przez co funkcjonują one przez pewien czas w środowisku. Najwyższą stabilność wykazują kwarc, muskowit i minerały ciężkie. Są to minerały, które wielokrotnie mogą uczestniczyć w cyklach sedymentacyjnych i podlegać licznym redepozycjom [6].", "Kwarc (zob. Kwarc [w:] Geologia. Ziemia i procesy endogeniczne) stanowi najpowszechniejszy składnik allogeniczny skał osadowych i jednocześnie jest to minerał dominujący na powierzchni skorupy ziemskiej (Rys. 2, Rys. 4). Ogólna produkcja kwarcu przez procesy geologiczne nie jest wysoka. Kwarc powstaje jako główny minerał skałotwórczy w procesach magmowych, przez krystalizację ze stopów bogatych w krzemionkę oraz w procesach osadowych przez wytrącanie się z roztworów i wietrzenie chemiczne [9]. Aktualna ilość kwarcu na powierzchni Ziemi jest wynikiem jego trwałości w środowisku oraz efektem długookresowej kumulacji. Parametry fizykochemiczne kwarcu powodują, że jest on minerałem odpornym na czynniki wietrzenia [7], [6]. W niskotemperaturowych warunkach powierzchniowych Ziemi kwarc bardzo rzadko wchodzi w reakcje chemiczne i jest obojętnym składnikiem systemu. Podlegając procesom mechanicznego wietrzenia, ziarna kwarcowe z czasem ulegają zmniejszeniu i uzyskują obtoczenie. Ze względu na wysoką twardość kwarcu, wynoszącą 7 w skali Mosha oraz brak łupliwości proces ten przebiega stosunkowo wolno i kwarc długo funkcjonuje w środowiskach sedymentacyjnych [6].", "Innymi minerałami stabilnymi są niektóre z minerałów ciężkich, np. turmalin, cyrkon, rutyl, apatyt, magnetyt, granaty, ilmenit, allanit, magnetyt, kyanit, andaluzyt (zob. Minerały poboczne i akcesoryczne [w:] Geologia. Ziemia i procesy endogeniczne). Z reguły, ich ogólny udział w skałach osadowych jest niski. Wynika on z niewielkiej wyjściowej ilości tych minerałów w skałach źródłowych. Minerały te powstają głównie w wyniku krystalizacji ze stopu magmowego. Skałami macierzystymi dla nich są skały magmowe i metamorficzne, w których minerały te są składnikami akcesorycznymi, czyli marginalnymi. Ich większe koncentracje, będące efektem selekcji względem ciężaru właściwego, spotykane są w materiale osadowym występującym w pobliżu skały macierzystej. Świadectwem trwałości środowiskowej minerałów ciężkich są najstarsze znane ziemskie minerały, wśród których znajduje się cyrkon wieku 4,4 mld lat. Został on odnaleziony na wtórnym złożu, w obrębie zmetamorfizowanej skały osadowej liczącej około 3 mld lat.", "Do minerałów stabilnych zaliczany jest też muskowit (Rys. 3), (zob. Miki [w:] Geologia. Ziemia i procesy endogeniczne). Minerał ten nie jest podatny na wietrzenie chemiczne, ale jego parametry fizyczne, tj. niska twardość, która wynosi 3 w skali Mosha oraz bardzo dobra łupliwość powodują, że podczas transportu ulega on istotnemu rozdrobnieniu i podziałowi wzdłuż płaszczyzn łupliwości. Dlatego, w skałach osadowych muskowit występuje w postaci bardzo drobnych i połyskujących łusek (ziarna w formie blaszek). Proces rozdrobnienia muskowitu istotnie zwalnia, gdy osiąga on formę niewielkich łusek. Drobne blaszki są lekkie i transportowane są w wyższych częściach prądów, gdzie zwykle jest niewiele ziaren kwarcowych, które są głównymi narzędziami erozyjnymi powodującymi rozdrabnianie muskowitu.", "Procesy sedymentacyjne są procesami selektywnymi. W ich trakcie dochodzi do eliminacji składników nietrwałych i zachowania oraz koncentracji elementów o wyższej stabilności. Najwyższy stopień selekcji osiąga materiał, który podlegał wielu redepozycjom. O dojrzałości skały osadowej świadczy między innymi skład mineralny ziaren allogenicznych. Skały o wysokiej dojrzałości mineralnej to takie, których składniki przeszły zaawansowaną selekcję i składają się tylko z minerałów stabilnych (zob. Tekstury skał okruchowych).", "Podczas transportu minerały allogeniczne podlegają wietrzeniu. Zmiany chemiczne i fizyczne w stabilnych, krótko transportowanych ziarnach mineralnych są zwykle słabo widoczne i minerały te posiadają cechy takie same lub bardzo podobne do minerałów „świeżych”. Podczas wydłużonego transportu dochodzi do bardziej zaawansowanych zmian, co może powodować utrudnienia w identyfikacji makroskopowej minerałów. Typową modyfikacją jest obniżenie twardości, redukcja połysku, zmiana kolorystyki czy uzyskanie obtoczenia." ]

[]

[ "Procesy, które prowadzą do powstania nowych minerałów obejmują:", "Główne grupy autigenicznych minerałów skałotwórczych skał osadowych wyróżniane są w oparciu o ich skład chemiczny. Najważniejsze z nich to [7], [8]:", "To ważna grupa minerałów autigenicznych, która buduje, powszechne na powierzchni Ziemi, skały węglanowe. W środowiskach sedymentacyjnych anion węglanowy łączy się z wieloma kationami metali i tworzy różnorodne związki chemiczne. Najczęściej wchodzi w związki z wapniem, magnezem i żelazem. Występuje również w połączeniach z manganem, cynkiem, miedzią, ołowiem. Przekłada się to na dużą różnorodność minerałów węglanowych. Wiele z tych minerałów występuje w ciągach izomorficznych. Do najczęściej spotykanych minerałów należą kalcyt, aragonit, syderyt oraz dolomit (zob. Minerały węglanu wapnia, Dolomit, syderyt i inne węglany), w mniejszej ilości występują ankeryt, malachit, rodochrozyt i magnezyt. Węglany powstają powszechnie w warunkach hipergenicznych przez krystalizację, podczas diagenezy lub jako biominerały. Tworzą się zarówno w basenach słono- i słodkowodnych oraz w środowiskach lądowych.", "W tej grupie pospolitymi minerałami skałotwórczymi skał osadowych są minerały grupy krzemionki \\((SiO_2)\\) (zob. Kwarc i opal) oraz minerały ilaste (zob. Minerały ilaste). Minerały grupy krzemionki występują głównie jako opal i kwarc. Należą do minerałów trwałych, które raczej nie wchodzą w reakcje z innymi substancjami występującymi środowisku (zob. Materiały allogeniczne). Powstają przez wytrącanie się z roztworów, diagenezę lub jako biominerały. Minerały ilaste, to druga obszerna grupa minerałów powszechna w warunkach powierzchniowych Ziemi. W środowiskach sedymentacyjnych popularne są kaolinit, illit, montmorylonit, glaukonit, haloizyt, allofan, wermikulit, seladonit, hydromuskowit, nontronit i inne. Powstają w wyniku wietrzenia zachodzącego w warunkach lądowych i wodnych oraz w wyniku diagenezy.", "W warunkach hipergenicznych anion siarczanowy wchodzi w związki z wieloma kationami, np. wapnia, magnezu, barytu, potasu, miedzi, sodu, strontu, cynku i ołowiu, tworząc różnorodną grupę minerałów. W tej grupie najbardziej rozpowszechnionymi minerałami są gips i anhydryt (zob. Siarcznay). Inne siarczany, tj., celestyn, baryt, anglezyt, mirabilit, polihalit, kainit, kizeryt, glauberyt, występują w mniejszej ilości. Siarczany krystalizują w środowiskach ewaporacyjnych, powstają też w wyniku wietrzenia i diagenezy.", "Pośród halogenków największe znaczenie mają chlorki, które powstają przez ewaporację słonych wód. W warunkach powierzchniowych Ziemi chlorki oraz tlenochlorki tworzą związki z sodem, potasem, amoniakiem, wapniem, magnezem, miedzią, rtęcią, ołowiem, żelazem, manganem i innymi. W środowiskach sedymentacyjnych najwięcej powstaje halitu, inne chlorki, tj. sylwin, karnalit, mają mniejsze znaczenie (zob. Chlorki). Chlorki są nietrwałe, wykazują silną higroskopijność i powinowactwo do szybkiego rozpuszczenia w wodzie.", "Znaczenie skałotwórcze mają tlenki i wodorotlenki, głównie żelaza (getyt, lepidokrokit, hematyt), glinu (gibbsyt, diaspor, bohemit), w mniejszym zakresie manganu (piroluzyt, manganit) (zob. Tlenki i wodorotlenki). Są rozpowszechnione w warunkach powierzchniowych Ziemi i powstają głównie w wyniku wietrzenia skał zasobnych w żelazo, glin i mangan, niektóre wytrącają się z roztworów.", "W obrębie tej grupy fosforany wapnia (kolofanit, frankolit, apatyt) oraz fosforany żelaza (wiwianit) mają największe znaczenie skałotwórcze (zob. Fosforany). Fosforany tworzą się w wyniku procesów wietrzenia lub jako biominerały.", "Siarczki to minerały różnych metali, głównie żelaza, miedzi i ołowiu. W środowisku powierzchniowym Ziemi najpowszechniejsze są siarczki żelaza (piryt, markasyt) (zob. Siarczki). Powstają w procesach wietrzenia oraz wytrącają się w warunkach redukcyjnych.", "Minerały autigeniczne skał osadowych budują samodzielne kryształy lub występują jako mono- lub polimineralne agregaty. Tworzą też obwódki regeneracyjne formowane na ziarnach allogenicznych tego samego typu minerałów [6], [3].", "Do powstania większości z wyżej wymienionych minerałów dochodzi również w procesach niesedymentacyjnych. Wiele z nich tworzy się też w procesach hydrotermalnych oraz niskotemperaturowego i niskociśnieniowego metamorfizmu.", "Powszechnym składnikiem niemineralnym skał osadowych jest substancja organiczna. Produkowana jest ona w obrębie żywych organizmów i powstaje w procesach biochemicznych. Jej nagromadzenia w środowiskach osadowych pochodzą z tkanek organicznych." ]

[]

[ "Kalcyt to najczęściej występujący w przyrodzie minerał węglanowy, który wchodzi w skład dużej ilości skał osadowych (Rys. 1, Rys. 2), (Tabela 1). Tworzy ponad dwa tysiące form kryształów i kombinacji kryształów, w tym najbardziej popularne są postacie romboedrów oraz skalenoedrów [1], [2]. Powszechnie tworzy zrosty bliźniacze i wielokrotne.", "Autigeniczny kalcyt jest szeroko rozpowszechnionym komponentem skał osadowych. Jako podstawowy minerał buduje skały węglanowe, tj. wapienie, margle (zob. Wapienie) oraz występuje jako główny lub poboczny składnik ziarnisty skał klastycznych, główne piaskowców wapnistych lub mułowców marglistych. Jest pospolitym komponentem spoiw w skałach klastycznych. Minerał ten występuje też w drobnych formach skalnych tworząc konkrecje i sekrecje (zob. Formy skał osadowych). Szczególną formą wystąpień kalcytu i aragonitu są węglanowe nacieki jaskiniowe (zob. Kras).", "Aragonit", "Aragonit jest polimorficzną odmianą kalcytu, która krystalizuje w układzie rombowym (Rys. 3), (Tabela 1). Powszechnie występuje w środowiskach współczesnych, natomiast w środowiskach kopalnych spotykany jest rzadko. Stanowi nietrwałą formę węglanu wapnia, która z czasem przechodzi w kalcyt [8], [6].", "W diagnostyce minerałów węglanów wapnia wykorzystywana jest ich reaktywność z kwasami. Do analizy stosuje się zwykle słabo stężony (stężenie 5-10%) kwas solny, którym zakrapla się powierzchnię skały. Interakcja kalcytu i aragonitu z kwasem zachodzi wg reakcji: \\(CaCO_3 + 2HCl \\to CaCl_2 \\downarrow + H_2O + CO_2 \\uparrow \\) w ciągu kilku sekund. Jest silna i gwałtowna. W jej trakcie dochodzi do intensywnego spienienia kwasu oraz ucieczki gazowego ditlenku węgla. Potocznie określa się ją jako „burzenie z kwasem”. Inną istotną cechą diagnostyczną minerałów węglanu wapnia jest ich twardość, wynosząca 3-4 w skali Mosha (Tabela 1). Kalcyt należy do minerałów wzorcowych, który definiuje 3 stopień twardości. W skałach węglanowych kalcyt i aragonit tworzą różnej wielkości kryształy, występują w formie fanero- i skrytokrystalicznej. We wyrosłych fanerokryształach znaczenie diagnostyczne mają jeszcze systemy łupliwości i połysk, natomiast w kryształach hipautomorficznych lub izomorficznych również pokrój. Minerały węglanu wapnia mają różne zabarwienie, najczęściej występują w jasnych pastelowych kolorach, ale mogą również przyjmować barwy czarne, bordowe, zielone, niebieskie i fioletowe [6], [1]. Kalcyt i aragonit mają wiele cech wspólnych i w warunkach terenowych rzadko podejmowane są próby ich rozróżnienia. Zwykle identyfikuje się je jako grupę.", "Kalcyt i aragonit powstają przez krystalizację, diagenezę i procesy hydrotermalne. Wytwarzane są również w strukturach organizmów i wchodzą w skład elementów szkieletowych [4], [2]. Są powszechnymi biominerałami, które pospolicie są produkowane zwłaszcza przez bezkręgowce (zob. Biominerały). Mają formę biokalcytu lub bioaragonitu. W kalcycie pochodzenia morskiego część jonów wapnia jest zastępowana przez magnez i powstaje kalcyt wysokomoganezowy [8]. Podczas krystalizacji kalcytu z wód słodkich powstaje odmiana niskomagnezowa [6]." ]

[]

[ "Dolomit", "Dolomit buduje skały zwane dolomitami, ponadto wchodzi w skład margli, mułowców i opok (zob. Wapienie, Skały krzemionkowe, Pelity i aleuryty, Dolomity i syderyty), (Rys. 1, Rys. 2), (Tabela 1), niekiedy występuje w spoiwach skał klastycznych. Najczęściej tworzy drobne kryształy, makroskopowo widoczne kryształy występują rzadziej.", "Powstawanie dolomitu związane jest przede wszystkim z procesem diagenezy i epigenezy. Proces jego formowania nazywany jest dolomityzacją. Polega ona na częściowym zastępowaniu wapnia przez magnez w kryształach kalcytu i odbywa się pod wpływem zasobnych w magnez roztworów wodnych [1], [3]. Dolomityzacja jest procesem powszechnym i obejmuje duże jednostki skalne. Dolomit powstaje także przez wytrącanie (również wspomagane procesami biologicznymi) w środowisku silne zasolonych wód o wysokim pH. Jednak proces ten zachodzi dość rzadko.", "Syderyt", "Syderyt jest głównym składnikiem skał zwanych syderytami, występuje również jako składnik główny lub poboczny skał ilastych (zob. Pelity aleuryty, Dolomity i syderyty), (Rys. 2), (Tabela 1). Zwykle tworzy małe, niedostrzegalne makroskopowo kryształy. Krystalizacja syderytu zachodzi w warunkach redukcyjnych, w strefach wód anoksycznych. Powstaje on też w wyniku wietrzenia lub w procesie syderytyzacji skał węglanowych, czyli wzbogacenia węglanów w żelazo [1], [2].", "Do identyfikacji makroskopowej dolomitu i syderytu, podobnie jak do innych minerałów węglanowych, wykorzystywane są kwasy. Minerały te słabo reagują z kwasem solnym, do „burzenia” dochodzi dopiero po sproszkowaniu minerału. Reakcja ta ma przebieg mniej gwałtowny, w porównaniu do analogicznej reakcji z kalcytem. Makroskopowe odróżnienie form skrytokrystalicznych dolomitu od syderytu może być problematyczne. Zwykle przy identyfikacji zwraca się uwagę na istotną różnicę w ciężarze właściwym, która jest wyższa u syderytu oraz na zabarwienie. Syderyt powszechnie występuje w odcieniach beżowo-brunatnych. W wyniku wietrzenia chemicznego dochodzi do utleniania żelaza w syderycie, dlatego pokrywa się on warstwą, charakterystycznie zabarwionych na rdzawo tlenków i wodorotlenków żelaza. Aczkolwiek, zarówno dolomit, jak i syderyt mogą być zabarwione na różne kolory.", "Inne minerały z grupy węglanów", "Węglany są szeroko rozpowszechnione i w środowisku powierzchniowym Ziemi łączą się z różnymi kationami. Poza węglanami wapnia i żelaza, znaczenie skałotwórcze w środowiskach osadowych mają węglany magnezu, miedzi i manganu.", "Magnezyt to węglan magnezu, który powstaje przez krystalizację z roztworów wzbogaconych w magnez, bądź podczas diagenezy wapieni lub dolomitów, przez wprowadzanie w miejsce magnezu wapnia (Rys. 3). Najczęściej jest zabarwiony na biało [1].", "Malachit i azuryt to zasadowe węglany miedzi, które powstają głównie w procesach wietrzenia utworów rudnych zawierających miedź [1]. Minerały te posiadają charakterystyczną barwę i zgodną z barwą rysę. Malachit jest zielony (Rys. 3), natomiast azuryt – niebieski.", "Rodochrozyt to węglan manganu, który charakteryzuje różowa lub czerwonawa barwa (Rys. 3). Najczęściej powstaje w środowiskach głębokomorskich. Jest powszechnym składnikiem konkrecji manganowych. Podczas wietrzenia chemicznego, w rodochrozycie mangan przechodzi w formę tlenkową, co powoduje zmianę jego barwy na ciemno szarą lub na czarną [2].", "Ankeryt to węglan wapnia i żelaza, który jest zwykle spotykany w spoiwach skał klastycznych. Na ogół towarzyszy złożom ewaporatów. Jest minerałem barwy jasnej, najczęściej białej, szarej lub brązowej. Podczas podgrzewania zmienia kolor na ciemny i nabiera własności magnetycznych [2], [3]." ]

[]

[ "W procesach osadowych powstaje odmiana niskotemperaturowa kwarcu, która jest zwana kwarcem \\(\\beta \\) (Tabela 1), (zob. Kwarc [w:] Geologia. Ziemia i procesy endogeniczne). Zwykle kryształy kwarcu są niewielkie i nierozróżnialne makroskopowo, najczęściej reprezentowane są przez chalcedon [1], [2], [3], [5], czyli skrytokrystaliczną formę kwarcu (Rys. 1). W strukturze chalcedonu występują drobne inkluzje wody [3], które wpływają na obniżenie jego twardości do wartości 6.5 w skali Mohsa. Większe kryształy kwarcu osadowego nie są powszechne. Szczególną odmianą kwarcu są diamenty marmaroskie. Są to wysokiej czystości kryształy, które są przeźroczyste i wykazują mocny połysk diamentowy.", "Opale", "Drugą, pospolicie występującą formą autigenicznej krzemionki jest opal (Rys. 2), (Tabela 1). Opale pochodzenia osadowego, to głownie opale zwyczajne, czyli nie wykazujące efektów optycznych, tj. opalescencja i opalizacja. Są to mineraloidy zawierające wodę, zwykle w ilości od 3% do 10% , które zbudowane są z koloidalnej krzemionki [3]. Mocniej uwodnione opale, posiadające około 20% wody, nazywane są hydroopalami. Zakres twardości opalu jest dość szeroki i zależny od zawartości wody. Opale osadowe zwykle zabarwione są na szaro, zielonkawo, beżowo, są też odmiany nieprzeźroczyste o barwie brunatnej lub brązowo-czarnej (menilit).", "Kwarc i opal charakteryzuje wysoka twardość, która obok przełamu jest ważną dla nich cechą identyfikacyjną. Inne minerały główne skał osadowych wykazują twardości istotnie niższe, zwykle poniżej wartości 4 w skali Mohsa.", "Opal tworzy się głównie w procesie diagenezy oraz jest strącany z wód, głównie w warunkach morskich. Część opalu osadowego jest pochodzenia organicznego i wytworzony jest w formie krzemionkowych elementów szkieletowych (zob. Biominerały).", "Opal i kwarc powszechnie występują w skałach osadowych. Są podstawowymi składnikami skał krzemionkowych, tj. rogowce, opoki, krzemienie i czerty (zob. Skały krzemionkowe). W wyniku nagromadzeń biominerałów krzemionkowych powstają odmiany skał organogenicznych, tj. radiolaryty, spongiolity, diatomity. Minerały krzemionkowe wstępują pospolicie jako komponent spoiw skał okruchowych, np. piaskowców i zlepieńców lub składnik skał drobnoklastycznych, tj. mułowce (zob. Psefity, Psamity, Pelity i aleuryty).", "Opal jest nietrwałą formą krzemionki i z czasem ulega krystalizacji i przekształceniu w chalcedon. W sprzyjających warunkach może dochodzić do dalszych procesów rekrystalizacyjnych i formowania coraz to większych kryształów." ]

[]

[ "W obrębie minerałów ilastych, szerokie rozpowszechnienie na Ziemi mają kaolinit, illit, montmorylonit, haloizyt, allofan. Tworzą się one w różnych środowiskach i różnych warunkach klimatycznych. Są głównymi składnikami iłowców, mułowców, margli, spoiw skał klastycznych, glin, pobocznym składnikiem węglanów, skał siarczanowych i solnych.", "Kaolinit buduje monomineralne skały ilaste zwane kaolinami (zob. Skały rezydularne). Proces powstawania kaolinitu nazywany jest kaolinizacją. Podlegają mu przed wszystkim skalenie, ale dotyczy też innych glinokrzemianów. Minerały ilaste ulegają uplastycznieniu i pęcznieją pod wpływem wody [6], [3], do czego nawiązuje ich nazwa, z [gr.] ilos oznaczająca błoto. Wyjątkowy pod tym względem jest montmorylonit, który zwiększa swoją objętość nawet ośmiokrotnie [1]. Powstaje w środowisku podwodnego wietrzenia glinokrzemianów i jest podstawowym składnikiem bentonitów. Minerały ilaste zwykle formują agregaty polimineralne, choć niektóre z nich występują w agregatach monomineralnych, np. kaolinitu lub glaukonitu.", "Glaukonit jest typowym minerałem środowisk morskich (Rys. 2), (Tabela 1). Powszechnie tworzy się na obszarach szelfowych, rzadziej w warunkach skłonowych [1], [8]. Powstaje w trakcie wietrzenia pomorskiego (halmyrolizy). Glaukonit zwykle występuje w formie skrytokrystalicznej tworząc milimetrowej wielkości agregaty [1]. Wyróżnia go charakterystyczna, intensywnie zielona barwa. Do cechy tej nawiązuje nazwa tego minerału, [z gr.] glaukos oznacza niebieskozielony [9]. Glaukonit to składnik poboczny lub akcesoryczny skał klastycznych, głównie piaskowców, mułowców, obecny jest też w marglach i wapieniach. Ma wpływ na ogólne zabarwienie skał klastycznych i nawet niewielka jego domieszka nadaje skale charakterystyczny zielonawy odcień. Skały klastyczne, które w ponad połowie zbudowane są z glaukonitu nazywane są glaukonitytami (zob. Skały żelaziste).", "W skałach żelazistych znaczenie skałotwórcze mają szamozyt i turyngit. Są to minerały zaliczane do chlorytów żelazistych. Od innych popularnych minerałów ilastych wyróżnia je wyższa twardość, która wynosi 2-3 w skali Mohsa. Mają zabarwienie szaro-zielone lub zielono-czarne, są nieprzeświecające i mają matowy lub szklisty połysk." ]

[]

[ "Gips to najczęściej spotykany w środowisku powierzchniowym Ziemi siarczan. Ma różne wykształcenie, może występować w ponad 70 postaciach [1]. Wykazuje tendencję do jawnokrystaliczności i znany jest z tego, że tworzy największe kryształy pośród minerałów autigenicznych. Kryształy gipsu szablastego, o charakterystycznej formie łukowato wygiętych długich listewek, osiągają nawet po kilka metrów długości. Charakterystyczną cechą gipsu jest niska twardość (ulega on zarysowaniu paznokciem). Jest minerałem wskaźnikowym w skali Mohsa i definiuje 2 stopień twardości (zob. Właściwości fizyczne minerałów [w:] Geologia. Ziemia i procesy endogeniczne). Poza twardością, do zespołu jego cech swoistych należą połysk, łupliwość oraz forma kryształów. Gips tworzy kryształy tabliczkowe lub słupowe (w różnych odmianach tego pokroju, czyli pręcikowe i włókniste). Słupy gipsowe wykazują podłużne prążkowanie [1].", "Cechą wspomagającą diagnostykę gipsu jest powszechność tworzenia przez niego zbliźniaczeń podwójnych, nazywanych jaskółczymi ogonami (Rys. 2), [3]. Są to bliźniaki stykowe, powstają przez zrośnięcie dwóch symetrycznych kryształów o pokroju tabliczkowym, wzdłuż ich dłuższego boku. Takie zespolenie tworzy formę, w której systemy łupliwości od centrum rozchodzą się pod kątem kilkudziesięciu stopni i tworzą układ jodełkowy. Gipsy mają różną kolorystykę, zwykle zabarwione są na jasne, pastelowe kolory lub na szaro. Przeźroczyste kryształy gipsu tabliczkowego, o mocnym szklistym połysku nazywane są selenitem.", "Anhydryt zwykle występuje w formie skrytokrystalicznej lub drobnokrystalicznej, od gipsu różni go wyższa twardość (nie ulega zarysowaniu paznokciem) (Rys. 3, Tabela 1).", "Gipsy i anhydryty to minerały powszechne w środowisku sedymentacyjnym. Krystalizują z roztworów, podczas niskotemperaturowej ewaporacji wód słonych. Powyżej temperatury 42\\(^{\\circ }\\)C powstają głównie anhydryty, poniżej tej temperatury tworzą się gipsy. W procesie diagenezy lub wietrzenia może dochodzić do przekształcenia gipsu w anhydryt i anhydrytu w gips. Hydratacja (uwodnienie) anhydrytu powoduje powstanie gipsu, natomiast proces odwrotny, związany z utratą wody (dehydratacja), prowadzi do powstania ahydrytu z gipsu. Anhydryty przyjmując wodę zwiększają swoją wyjściową objętość i ulegają deformacjom plastycznym [7], [6]. Gipsy powstają też w wyniku wietrzenia minerałów siarczkowych [1].", "Gipsy i anhydryty są dominującymi minerałami ewaporatach siarczanowych (zob. Ewaporaty siarczanowe). Powszechnie występują w złożach solnych (zob. Skały solne) oraz węgli humusowych (zob. Kaustobiolity), są składnikami pobocznymi skał węglanowych i marglistych.", "Inne siarczany występują w mniejszej ilości. Do powszechnych należy celestyn (siarczan strontu) i polihalit (uwodniony siarczan potasu, magnezu i wapnia (Rys. 4), które krystalizują w środowiskach ewaporacyjnych oraz wytrącają się ze zmineralizowanych wód gorących źródeł. Celestyn ponadto wchodzi w skład organicznych elementów szkieletowych [5]. Pospolitym siarczanem jest jeszcze baryt (siarczan baru), który tworzy się przy gorących źródłach. Buduje konkrecje występujące w skałach węglanowych i okruchowych oraz stanowi składnik konkrecji manganowych [6]. W wyniku wietrzenia chemicznego galeny i innych związków ołowiu powstaje anglezyt (siarczan ołowiu). Znacznie rzadszy jest kainit (siarczan magnezowo-potasowy), kizeryt (uwodniony siarczan magnezu) oraz powstający w wyniku ewaporacji silnie zmineralizowanych wód mirabilit (uwodniony siarczan sodu)." ]

[]

[ "Halit jest minerałem bezbarwnym, ale bywa zabarwiony na różne kolory, co związane jest z obecnością defektów w sieci krystalicznej lub domieszek, np. jodu, bromu, innych chlorków, żelaza, substancji organicznych i bitumicznych czy minerałów ilastych [3].", "Halit powstaje w wyniku ewaporacji wód słonych. Chlorek sodu jest standardowym składnikiem wód morskich oraz oceanicznych i stanowi przeciętnie 75-80% wszystkich rozpuszczonych substancji (zob. Chemizm, temperatura i ruch wód oceanów i mórz), [1]. Występuje również w wodach jezior słonych (zob. Zbiorniki limniczne i warunki ich funkcjonowania). Halit jest głównym minerałem skałotwórczym halitytu, jako składnik poboczny lub akcesoryczny wchodzi w skład skał gipsowych i ilastych.", "W środowiskach ewaporacyjnych, obok halitu, powstają również inne minerały chlorkowe. Najczęściej są to sylwin (chlorek potasu) i karnalit (uwodniony chlorek potasu i magnezu) (Rys. 2). Zwykle stanowią one poboczne lub akcesoryczne składniki halitytu. Występują również jako podstawowe minerały monomineralnych skał solnych, nazywanych odpowiednio sylwinitami i karnalitytami. Cechy fizyczne sylwinu i karnalitu są zbliżone do cech halitu, od którego odróżnia je gorzki, nieprzyjemny smak oraz istotnie wyższa higroskopijność. Do cech swoistych sylwinu można zaliczyć gorzko-kwaśny smak, a karnalitu - charakterystyczny dźwięk, zwany kwiczeniem, który wydobywa się przy nacisku kryształów [8]." ]

[]

[ "Tlenki i wodorotlenki żelaza", "Największe rozpowszechnienie w środowiskach powierzchniowych Ziemi mają tlenki i wodorotlenki żelaza [5]. Charakteryzuje je specyficzne zabarwienie w kolorach pomarańczowych, cynobrowych, brązowo-czerwonych lub bordowych (Rys. 1). W ich obrębie często spotykane są lepidokrokit i getyt oraz hematyt (Tabela 1), inne minerały są rzadsze i występują lokalnie.", "Getyt i lepidokrokit wraz domieszkami kwarcu i minerałów ilastych tworzą limonit (zob. Skały żelaziste), [1], [2]. Limonity są powszechne w obrębie pokryw zwietrzelinowych, spoiw skał klastycznych oraz jako składniki poboczne i akcesoryczne w skałach klastycznych i węglanowych. Tworzą się w procesie limonityzacji [8]. Wodorotlenki żelaza powstają też jako pseudomorfozy po pirycie, hematycie, lub innych minerałach pierwotnych, które zawierają żelazo.", "Hematyt występuje w formie naskorupień lub skupień oolitowych (zob. Skały żelaziste). Jest minerałem nietrwałym i przechodzi stosunkowo szybko w formy wodorotlenkowe. Domieszki drobnych i rozsianych kryształów hematytu w skałach powodują wybarwienie skał na kolor bordowy.", "Tlenki i wodorotlenki glinu", "Powszechnymi w środowisku minerałami zbudowanymi z tlenków i wodorotlenków glinu są gibbsyt, diaspor i bohemit. Wchodzą one w skład boksytów i laterytów, które powstają w procesach wietrzenia zachodzącego w klimacie tropikalnym i subtropikalnym (zob. Skały rezydularne).", "Tlenki i wodorotlenki manganu", "Niewielka ilość dostępnego dla procesów sedymentacyjnych manganu powoduje, że tlenki i wodorotlenki manganu nie mają zbyt szerokiego rozpowszechnienia w środowiskach osadowych. Wchodzą one w skład różnych minerałów, m.in. piroluzytu i manganitu (Tabela 1), a ich polimineralne skupienia nazywane są wadem (Rys. 2), [1], [11]. Pospolite są formy konkrecyjne oraz dendryty manganowe, które powstają w szczelinach skalnych. Mają one charakterystyczne czarne i ciemnoszare zabarwienie.", "Odrębną grupę tworzą tlenki i wodorotlenki manganu i baru (np. w formie hollandytu), które wraz z tlenkami manganu wchodzą w skład psylomelanu (romanechitu) [1]. Powstają w wyniku wietrzenia, wytrącają się w środowiskach płytko- i głębokomorskich, jak również ze stagnujących wód jeziornych." ]

[]

[ "Największe rozpowszechnienie mają piryt i markasyt, które są polimorficznymi odmianami siarczku żelaza (różnią się strukturą, a zatem układem krystalograficznym) (Rys. 1, Tabela 1), [6]. Są to minerały dość charakterystyczne z uwagi na złotą lub mosiężną barwę, czarną rysę oraz wysoki ciężar właściwy. W skałach osadowych piryt występuje zwykle w formie skrytokrystalicznej lub drobnoziarnistej. Buduje niewielkie kuliste agregaty nazywane framboidami. Tworzy głównie kryształy amorficzne, rzadziej idiomorficzne o pokroju izometrycznym. Typowe dla skupień krystalicznych pirytu są zbliźniaczenia zwane krzyżami żelaznymi [1].", "Markasyt buduje konkrecje lub współwystępuje z pirytem i węglanami [1], [6]. Najczęściej ma teksturę skryto- i bardzo drobnoziarnistą. Od mosiężno-żółtego pirytu odróżnia go mosiężno-zielony odcień. Skrytokrystaliczną formę siarczków żelaza, powstającą przez krystalizację z koloidu siarczkowego, która składa się z pirytu i markasytu ogólnie określa się mielnikowitem.", "Siarczki żelaza są pospolitym składnikiem skał osadowych, występują jako minerały poboczne lub akcesoryczne w łupkach marglistych, ilastych, glinach, wapieniach, marglach oraz rzadziej w piaskowcach. Towarzyszą również pokładom węgli kamiennych i brunatnych. Krystalizują w środowiskach redukcyjnych, powstają podczas wietrzenia skał zawierających żelazo oraz podczas diagenezy. Powszechnie tworzą formy konkrecyjne (Rys. 1). Na powierzchni Ziemi siarczki podlegają procesom wietrzenia i zwykle ulegają przekształceniu w tlenki, wodorotlenki lub siarczany.", "Chalkozyn (błyszcz miedzi) oraz chalkopiryt (Tabela 1) to siarczki osadowe zawierające miedź. Powstają w środowiskach redukcyjnych. Towarzyszą złożom miedzi, występują głównie w miedzionośnych łupkach ilastych, mułowcowych i marglistych." ]

[]

[ "W środowiskach osadowych najczęściej powstają fosforany wapnia oraz żelaza.", "Fosforany wapnia wchodzą w skład apatytów, wśród których najbardziej popularny jest fluoroapatyt (Tabela 1) (minerał wzorcowy w skali Mohsa i definiujący twardość o wartości 5) oraz jego odmiany, tj., kolofan o charakterystycznej szaro-brunatnej lub żółtawej barwie i frankolit, który wzbogacony jest w jon węglanowy, przez co zwany jest potocznie apatytem węglanowym [3]. Apatyty są najważniejszym składnikiem skał fosforanowych (zob. Skały fosforanowe i manganowe). Fosforany występują w formie skrytokrystalicznej, najczęściej budują konkrecje.", "Powszechnym fosforanem w środowiskach osadowych jest jeszcze wiwianit (fosforan żelaza). Jest on składnikiem torfów, występuje w skałach ilastych oraz towarzyszy osadowym rudom żelaza. Łatwo się utlenia i wówczas zmienia barwę z białej na intensywnie niebieską." ]

[]

[ "Elementy biomineralne, należą do tzw. części twardych organizmu (najczęściej elementów endo- i egzoszkieletowych). Po śmierci organizmów zostają w środowisku i uczestniczą w procesach sedymentacyjnych. Biominerały występują w organizmach roślinnych, jak i zwierzęcych. Elementy, które są z nich wytwarzane spełniają określone funkcje w organizmach i ich forma jest przez te funkcje determinowana. Zwykle są to elementy stabilizujące ciało miękkie, ochronne lub służące pozyskaniu pożywienia. Są też efektem oczyszczania organizmów z nadmiaru pewnych substancji lub mogą powstać jako patologie rozwojowe.", "Biominerały występują jako substancje amorficzne lub krystaliczne. Tworzą różnej wielkości kryształy, od bardzo drobnych mikrokryształów, które znajdują się w komórkach roślin (rafidy, cystolity) [1], do form większych, które wchodzą w skład zwierzęcych elementów szkieletowych. Formy jawnokrystaliczne są rzadkie, spotyka się je, np. w niektórych muszlach mięczaków.", "Organiczne elementy szkieletowe mają znaczenie skałotwórcze. Są powszechnie spotykanymi pobocznymi i akcesorycznymi składnikami skał, jak również ich głównymi komponentami. W klasyfikacjach skał osadowych podstawą wyodrębnienia niektórych typów litologicznych jest obecność określonych form biominerałów. Największe znaczenie odgrywają tu elementy szkieletu zewnętrznego lub wewnętrznego bezkręgowców oraz pancerzyki pierwotniaków. Gdy są one składnikiem dominującym, wydziela się skały organodetrytyczne lub niektóre typy skał organogenicznych. Zwykle skład mineralny takiej skały wynika ze składu chemicznego biomierałów.", "Biominerały o znaczeniu skałotwórczym zbudowane są z:", "Największe znaczenie w środowisku mają biominerały węglanu wapnia (Rys. 1), (zob. Minerały węglanu wapnia), które występują w formie trygonalnego biokalcytu, bądź rombowego bioaragonitu. Wiele grup organizmów bezkręgowych wytwarza węglanowe elementy szkieletowe [2], [3], [4], [5], [6], [7], [8], [9] np. koralowce, mięczaki, szkarłupnie, mszywioły, ramienionogi, gąbki, pierścienice, z czego najbardziej masywne formy są szkieletami koralowców oraz mięczaków. Biowęglany produkowane są również przez protisty oraz rośliny, tj. otwornice, kokolity i glony. Preferencja do produkcji biokalcytu lub bioaragonitu jest indywidualną cechą taksonomiczną organizmu na poziomie gatunku, rodzaju lub wyższym. Z racji tego, że rombowy aragonit jest nietrwałą formą węglanu wapnia i przechodzi w formę trygonalną, zwykle biominerały węglanowe ze środowisk kopalnych reprezentowane są głównie przez biokalcyt. Powszechną formą występowania biominerałów węglanowych jest zachowanie ich w skałach jako ziarna, zwane bioklastami. Mogą być one elementami wszystkich skał osadowych, najczęściej jednak występują w wapieniach i marglach oraz w piaskowcach, mułowcach i iłowcach. Szczególnie duże ich nagromadzenia są głównym składnikiem skał biodetrytycznych, np., zlepów muszlowych, wapieni krynoidowych, mułu globigerynowego czy kredy piszącej (zob. Wapienie). Biomineralne struktury organiczne o typie budowli rafowych, biohermalnych i naskorupień tworzą wapienie organogeniczne.", "Biominerały krzemionkowe (Rys. 2) są rzadziej spotykane, gdyż ilość organizmów, która je wytwarza jest znacznie mniejsza. Biominerały te występują w formie bezpostaciowej krzemionki, jako bioopal lub krystalicznej, jako biochalcedon (zob. Kwarc i opal). W procesie diagenezy następuje krystalizacja bioopalu i przekształca się on w chalcedon. Znaczenie skałotwórcze mają przede wszystkim elementy krzemionkowe wytwarzane przez promienice, okrzemki i gąbki. Ich nagromadzenia prowadzą do powstania skał krzemionkowych, tj. radiolaryty, diatomity i ziemia okrzemkowa oraz spongiolity, gezy i opoki (zob. Skały krzemionkowe). Krzemionkowe elementy szkieletowe są bardzo małe, większość ich jest mniejsza od 0,5 mm.", "Fosforany wapnia w formie bioapatytu są najmniej rozpowszechnionymi biominerałami w środowiskach sedymentacyjnych (zob. Fosforany). Znaczenie skałotwórcze mają muszle niektórych ramienionogów (część z nich wytwarza muszle fosforanowe), konodonty (gromada wymarła) oraz elementy kostne i zęby kręgowców (Rys. 3). Bioapatyt występuje w skrytokrystalicznej formie kolofanu. Biominerały fosforanu wapnia rzadko tworzą indywidualne nagromadzenia, są podstawowym budulcem fosforytów i guana [10]." ]

[ { "name": " Definicja 1: Biomineralizacja ", "content": " Minerały, które tworzone są w wyniku procesów biologicznych\nnazywane są biominerałami, a proces ich wytwarzania biomineralizacją. " } ]

[ "Skały osadowe powstają na powierzchni skorupy ziemskiej lub w jej obrębie.", "Materiał zgromadzony na powierzchni Ziemi ma formę:", "Formy powłokowe mają różną grubość, kształt i zasięg lateralny. Ich dolne granice są zgodne z morfologią podłoża, natomiast górne rozwijają się swobodnie. Materiał ziarnowy składowany jest na powierzchniach poziomych lub nachylonych pod niewielkimi kątami. Jeśli kąt nachylenia podłoża wzrasta zachodzą powierzchniowe ruchy masowe i skały osadowe mają formy typowe dla koluwiów. Są to stożki, jęzory i pokrywy. Natomiast krystalizacja minerałów zachodzi na dowolnie zorientowanych powierzchniach. Przy gromadzeniu się materiału we wnętrzu skorupy ziemskiej lub w zagłębieniach na jej powierzchni, formy skał osadowych są ograniczone dostępną przestrzenią, do której się dopasowują.", "Podstawową i najczęściej spotykaną formą skały osadowej jest warstwa. Powstaje ona w wyniku procesu depozycyjnego, który obejmuje stosunkowo rozległy obszar.", "Powierzchnie horyzontalne warstw mają różny charakter. Zależy on od procesów depozycyjnych, ale i erozyjnych oraz deformacyjnych. Na działalność procesów niszczących szczególnie narażone są ich powierzchnie stropowe (zob. Struktury erozyjne). Miąższość warstwy jest stała lub zmienia się obocznie. Warstwy, które mają niewielką rozciągłość i na krótkich dystansach ulegają wyklinowywaniu nazywane są soczewkami.", "Podstawowy podział warstw jest oparty o parametry miąższościowe i w jego obrębie wyróżnia się 5 typów w zakresie od bardzo cienkich do bardzo grubych, wg. schematu [4]:", "Warstwa jest podstawową i indywidualną jednostką większości skał osadowych. Może stanowić jednostkę niepodzielną lub składającą się z elementów podrzędnych. Ze względu na budowę wewnętrzną, wyróżniane są (Rys. 3):", "W wyniku serii postępujących po sobie jednostkowych depozycji materiału w basenie sedymentacyjnym powstaje kompleks warstw, którego cechą jest warstwowanie (zwane również stratyfikacją) (Rys. 2). Jeśli nie zostanie zaburzony układ warstw, to zaleganie serii jest zgodne z porządkiem stratygraficznym, czyli niżejległa warstwa jest starsza w stosunku do wyżejległej.", "Inne formy skał osadowych powstają przez depozycję materiału, która koncentruje się na ograniczonym obszarze. Powszechne w przyrodzie są formy liniowe, czyli wąskie i wydłużone, które przyjmują kształty wałów, pręg, jęzorów (powstają podczas, np. depozycji fluwialnej, osuwiskowej lub lodowcowej). Przy zasilaniu punktowym (np. podczas osypywania lub obrywów) tworzą się zwarte formy, będące miejscowym nagromadzeniem materiału, tj. stożki i kopuły (Rys. 4). Stożki to formy swobodne lub przystokowe, są w przekroju poprzecznym trójkątne, a ich miąższość ulega redukcji na krótkim dystansie. Tworzą się przez nagromadzenie materiału klastycznego. Kopuły są formami wypukłymi, zwykle obłymi w planie. Powstają przez swobodną depozycję klastyczną lub chemiczną, lub przez swobodny wzrost form organicznych, np. raf lub bioherm.", "Osobną grupę tworzą skupienia gniazdowe, które powstają przez wypełnienie niewielkich zagłębień morfologicznych, np. studni krasowych czy lejów sufozyjnych [7]. Wówczas forma skały osadowej wynika wprost z morfologii zagłębienia, do którego się dopasowuje.", "Oprócz nagromadzeń powierzchniowych, skały osadowe powstają wewnątrz istniejących skał. Wówczas tworzą niewielkie i zwarte formy, które nazywane są konkrecjami lub sekrecjami (Rys. 5, Rys. 6). Zwykle ich struktura jest różna od skały otaczającej." ]

[ { "name": " Definicja 1: Warstwa ", "content": " Warstwa to indywidualna i wyodrębniona, mająca formę płyty, jednostka\nskały osadowej, której grubość, zwana miąższością warstwy, wielokrotnie jest mniejsza od jej zasięgu\nlateralnego, czyli długości i szerokości (Rys. 1, Rys. 2). Granicę dolną warstwy nazywa się spągiem, a górną\nstropem. Boczne granice warstwy są swobodne, gdy zanika ona w zbiorniku przez wyklinowanie się, czyli\nstopniową redukcję swojej miąższości lub są wymuszone morfologią zbiornika, gdy warstwa kontaktuje z jego\ngranicą [1], [2], [3]. " }, { "name": " Definicja 2: Sekrecja ", "content": " Sekrecja [5], [2], [6] to wypełnienie kawern w skałach, powstałe przez\nstrącenie się na jej ścianach minerałów lub mineraloidów. Zapełnienie kawerny odbywa się dośrodkowo,\nnajpierw obejmuje części peryferyczne (sekrecje częściowe), kolejno części bardziej wewnętrzne i na końcu\nczęści centralne (sekrecja pełna). Kształt sekrecji jest uzależniony od morfologii pustki. Sekrecje lateralne\npowstają w strukturach o przebiegu liniowym, np. rozwartych spękaniach i mają formę żył mineralnych.\n" }, { "name": " Definicja 3: ", "content": " Konkrecja [2], [6] to wyodrębniona forma osadowa pod względem składu\nmineralnego oraz struktury wewnętrznej, która narasta odśrodkowo w obrębie skały osadowej. Powstaje\n \n \nprzez stopniowe strącanie się minerałów lub mineraloidów względem ośrodka, zwanego jądrem lub\nrdzeniem konkrecji. Jądro pod względem mineralogicznym może być różne od konkrecji. Konkrecje\nzwykle charakteryzuje obła morfologia i mają formy owalne lub soczewkowate. Typowe są dla nich\nstruktury bezładne lub koncentryczne, wtórnie mogą się wykształcać struktury promieniste [3].\n" } ]

[]

[]

[ "Struktury pierwotne wykazują duże zróżnicowanie pod względem form. Wynika ono z mechanizmów ich powstawania oraz cech swoistych osadów. W ich obrębie wyróżnia się [7], [5]:", "Struktury depozycyjne powstają jako pierwsze. Po etapie osadzania się materiału lub jeszcze w trakcie składowania struktury te mogą być modyfikowane przez kolejne procesy sedymentacyjne. Reorganizacja układu materiału prowadzi do wykształcenia struktur erozyjnych i deformacyjnych.", "Struktury sedymentacyjne są formami przestrzennymi, dlatego optymalne dla ich identyfikacji są obserwacje w trzech różnych wymiarach. W odsłonięciach naturalnych zwykle występują ograniczone możliwości analizy i do badań dostępne są najczęściej przekroje warstw oraz niewielkie fragmenty ich powierzchni granicznych, tj. spągu i stropu. Dla interpretacji struktur depozycyjnych oraz deformacyjnych, które są strukturami wewnątrzławicowymi, obserwacje pionowych profilów warstw zwykle dostarczają wystarczającą ilość informacji. Warto prowadzić obserwacje na powierzchniach zwietrzałych, gdyż wyrazistość struktur wewnątrzwarstwowych jest na nich lepsza. Procesy wietrzeniowe poprawiają czytelność struktur sedymentacyjnych przez uwypuklenie ich w reliefie skały. Struktury erozyjne, które są strukturami powiązanymi ze spągiem lub stropem, wymagają dostępu do powierzchni granicznych warstw." ]

[ { "name": " Definicja 1: Struktury sedymentacyjne ", "content": " Obserwowalne makroskopowo, trójwymiarowe formy\nwynikające z rozmieszczenia budulca w obrębie skał osadowych, które powstały w procesach sedymentacyjnych\nnazywane są strukturami sedymentacyjnymi [1], [2], [3], [4]. " } ]

[ "Powszechną strukturą depozycyjną jest warstwowanie, czyli występowanie jednostek osadowych wyraźnie ograniczonych horyzontalnymi lub nachylonymi pod niewielkimi kątami granicami, które nazywane są warstwami (Rys. 1). Warstwa jest jednostką podstawową, zwyczajowo dla wyróżniających się warstw o znacznej miąższości używa się terminu ławica [1], [2], [3]. Strukturę wynikającą z obecności zestawu płaskich warstw o mniej więcej stałej miąższości, które oddzielone są jedna od drugiej poziomo zalegającymi granicami, określa się jako uławicenie. Fuga międzyławicowa to miejsce styku dwóch warstw, czyli kontakt stropu warstwy niżejległej ze spągiem warstwy wyżejległej [1], [4], [5]. Poziome połączenie dwóch warstw w jedną, przy lateralnym zaniku granicy międzywarstwowej nazywane jest amalgamacją (Rys. 1).", "Warstwowanie jest cechą większości skał osadowych. Analiza struktur depozycyjnych skał warstwowanych opiera się o obserwacje konfiguracji osadu w warstwach oraz o obserwacje wzajemnych relacji przestrzennych warstw lub zestawów lamin.", "Wewnątrzwarstwowe struktury są:", "Struktury masywne (bezładne) występują w warstwach jednorodnych teksturalnie, w których profilu pionowym nie występuje zróżnicowanie w rozkładzie materiału. Gradacyjna zmiana wielkości składników, obserwowana w przekroju warstwy tworzy uziarnienie frakcjonalne. Ze względu na kierunek gradacji wydziela się [1], [2]:", "Struktury laminowane charakteryzuje obecność lamin, czyli występowania jeden nad drugim, płaskich i cienkich, różniących się od siebie pakietów osadu (Rys. 3). Analiza laminacji i warstwowań obejmuje kształt lamin/warstewek oraz ich układ w warstwie, przez określenie ich zalegania w stosunku do powierzchni spągowej i stropowej warstwy. Występują dwa główne typy laminacji:", "Laminację równoległą (poziomą) tworzy powtarzający się układ lamin/warstewek ułożonych mniej więcej poziomo w stosunku do powierzchni granicznych, czyli stropu lub spągu warstwy [1], [2], [5], [6], [7], [8], [9]. Biorąc pod uwagę geometrię jednostek, w jej obrębie wydzielana jest (Rys. 3):", "W laminacji przekątnej (kątowej) laminy są nachylone w stosunku do powierzchni granicznych warstwy [1], [5], [4], [8], [9].", "W warstwowaniu przekątnym zgodne wychylenie względem poziomu depozycyjnego obejmuje warstwy lub zestawy lamin.", "Podział warstwowania przekątnego opiera się o wzajemny stosunek warstw. Różna orientacja dolnych powierzchni warstw powoduje wyróżnienie [1], [2], [7]:", "Warstwowanie płaskie, występuje gdy granice między poszczególnymi zestawami lamin mają charakter płaszczyznowy, a laminy dochodzą do powierzchni granicznej warstwy kątowo lub stycznie tworząc laminację przekątną (Rys. 5, Rys. 6, Rys. 7). Ze względu na położenie granic zestawów lamin w jego obrębie występuje:", "Warstwowanie rynnowe, występuje gdy spągi zestawów lamin lub warstw mają charakter siodłowaty i są wygięte ku dołowi." ]

[ { "name": " Definicja 1: Struktura depozycyjna ", "content": " Struktura depozycyjna to przestrzenna konfiguracja\nosadu, która została uformowana w trakcie osadzania materiału w basenie sedymentacyjnym.\n" } ]

[ "Struktury erozyjne występują w formie (Rys. 1, Rys. 2), [1], [2], [3]:", "Struktury erozyjne tworzą się w wyniku:", "Ślady prądowe", "Prądy wodne lub powietrzne, które przemieszczają się po dnie basenu sedymentacyjnego powszechnie tworzą struktury erozyjne. Cechą charakterystyczną tych struktur jest jednokierunkowa, zgodna ze zwrotem przepływu orientacja (Rys. 4, Rys. 6, Rys. 7). Struktury erozyjne powstają nie tylko przez bezpośrednie działanie strumienia wody lub powietrza, ale też przy współudziale narzędzi erozji, czyli przedmiotów, które są przez ten prąd transportowane.", "Prądy powietrzne oddziaływują na powierzchnię osadu głównie w warunkach lądowych (zob. Uwarunkowania działalności eolicznej). Generalnie prowadzą do obniżenia powierzchni terenu. Typowymi strukturami wiatrowymi są ślady z rozwiewania (ślady deflacyjne). Wywiewaniu (deflacji) podlega sypki materiał, którego odprowadzenie powoduje odsłonięcie powierzchni odpornej na rozwiewanie, czyli stropu osadu kohezyjnego (np. zawilgoconego) lub litej skały. Niezwiązane z podłożem przedmioty znajdujące się na rozwiewanej powierzchni stanowią przeszkody. Ograniczają proces deflacyjny osłaniając znajdujący się pod nimi materiał (zob. Deflacja i formy deflacyjne). Nierównomierne tempo erozji wiatrowej powoduje wykształcanie wiatrowych form erozyjnych. Ich gabaryty są różne, zależą od siły wiatru oraz od wielkości przeszkody. Wokół przedmiotów tworzą się struktury (okołoprzedmiotwe) z rozwiewania. Usunięcie osadu od strony dowietrznej powoduje powstanie pod nią cokołu mającego formę asymetrycznego, wydłużonego w kierunku przepływu prądu trzonu. Jest on uformowany z pozostawionego pod przeszkodą oraz w jej cieniu wiatrowym (na jej zapleczu) osadu. Struktury okołoprzedmiotowe powstają róuwnież przy ostańcach wiatrowych (deflacyjnych) (zob. Deflacja i formy deflacyjne).", "Kanały erozyjne to długie, linijne w planie, a w przekroju poprzecznym półkoliste rynny, które powstają na trasie przepływu skoncentrowanego, wysokoenergetycznego i obciążonego materiałem klastycznym prądu wodnego [1], [2], [4]. Po etapie erozji, w którym zostają utworzone wcięcia kanałowe, następuje etap depozycji. Formy te wypełniane są materiałem gradacyjnie drobniejącym ku górze. Materiał ten jest zwykle grubiejziarnisty w stosunku do osadu podłoża. Czytelność kanału jest podkreślona przez kontrast teksturalny pomiędzy osadami podłoża, a jego wypełnieniem. Kanały erozyjne wyraźnie zaznaczają się w profilach odsłonięć (Rys. 5). Mają ostre dolne granice, które przecinają struktury depozycyjne skał podległych. Kanały erozyjne mają różne rozmiary, zwykle rozcinają kilka (lub wiele więcej) warstw podłoża. Wcięcie erozyjne może być też płytkie i naruszać tylko część pojedynczej warstwy. Gabaryty kanału zmieniają się w profilu podłużnym. W proksymalnej i centralnej części struktury, gdzie działalność erozyjna prądu jest wyższa, osiągają największe wymiary, w częściach w dystalnych ulegają wypłyceniu.", "Rozmycia erozyjne stanowią płytkie (głębokości centymetrów, rzadziej decymetrów) (Rys. 6), zagłębienia o niewyraźnie zaznaczonych osiach, które powstały na trasie przepływu prądów wodnych [1]. Zazwyczaj mają łagodną morfologię. Powierzchnia rozmyć jest równa lub urzeźbiona. Mogą na niej występować różnie wykształcone grzbiety i bruzdy prądowe.", "Do powszechnych struktur erozyjnych należą jamki wirowe [5], [1], [6], [7], [2]. Są one tworzone przez przydenne wiry wodne, które powstają podczas przepływu prądu. Mają formę linowych, asymetrycznych w profilu podłużnym zagłębień. Od strony doprądowej są strome, po stronie zaprądowej stopniowo się rozszerzają i wypłycają. Jamki wirowe mają z niewielkie rozmiary, z reguły ich głębokości liczone są w pojedynczych centymetrach.", "W trakcie przepływu prądów wodnych po dnie zbudowanym z osadów spoistych powstają kotły wirowe (eworsyjne) [1]. Formowane są w procesie eworsji przez rozmywanie podłoża wspomaganą abrazją narzędziową, czyli szlifowaniem, wprawionym w ruch wirowy, materiałem ziarnistym. Płytkie kotły wirowe to formy młodociane. Są asymetrycznymi zagłębieniami o ostro nachylonych ścianach od strony doprądowej oraz łagodniejszych od strony zaprądowej. Formy głębokie, cylindryczne, które mają gładkie, pionowe lub prawie pionowe ściany, to struktury dojrzałe.", "Występowanie przeszkody (przedmiotu lub niewielkiej formy morfologicznej) na trasie przepływu prądu wodnego powoduje wytworzenie struktury okołoprzedmiotowej, zwanej śladem z opływania (Rys. 8), [1], [7]. Ślad erozyjny powstaje w bezpośrednim otoczeniu przeszkody, zwykle wzdłuż niej (lub zarówno przed jej czołem, jak i wzdłużnie) formują się bruzdy opływowe, które za przeszkodą ulegają rozszerzeniu, wypłyceniu i gradacyjnie zanikają.", "Innym typem struktur erozyjnych są ślady narzędziowe (Rys. 8), [1], [7]. Tworzą się one powszechnie w warunkach wodnych, jak i lądowych. Najczęściej są to struktury linijne, które powstają przez naruszenie powierzchni złożonego osadu narzędziami, czyli przedmiotami niesionymi przez prądy. Narzędzia to dowolny twardy materiał znajdujący w środowisku sedymentacyjnym, przykładowo fragmenty gałęzi, klasty czy elementy szkieletowe organiczne, tj. fragmenty muszli lub kości. W zależności od formy wyróżnia się ślady:", "Ślady organiczne", "Duża i różnorodna grupa struktur erozyjnych jest tworzona przez organizmy zwierzęce zasiedlające strefy denne basenów sedymentacyjnych (Rys. 9), [1], [6]. Deformacja powierzchni zdeponowanego osadu odbywa się podczas ruchu organizmów. Ślady organiczne mają różną morfologię, najczęściej są to serie niewielkich zagłębień lub wąskich i wydłużonych bruzd. Ich morfologia zależy od sposobu przemieszczania się i budowy aparatu lokomotorycznego zwierząt. Reprezentowane są przez ślady pełzania, skakania, kroczenia oraz ślady zagrzebywania. Ślady biogeniczne w większości są kręte, o zmiennym kursie i powszechnie krzyżują się. Ich odlewy noszą nazwę bioglifów.", "Ślady grawitacyjnych przemieszczeń", "Ślady erozyjne powstają najczęściej poprzez działalność prądów lub organizmów, ale mogą również powstać w wyniku działania innych czynników zewnętrznych. Powszechnie tworzą się podczas kontaktu osadu z przemieszczanym grawitacyjne narzędziem. Tego rodzaju struktury formowane są na powierzchniach pochyłych, np. na stożkach poprzez transport rotacyjny, zsuwy lub poślizgi narzędzi erozji, np. dużych ziarn skalnych, materiału organicznego, pakietów osadu. W zależności od typu przemieszczenia mają one formy zadziorów uderzeniowych, bruzd ślizgowych lub trakcyjnych. Mogą też powstawać na powierzchniach horyzontalnych w wyniku uderzeń. Do takich struktur należą kratery uderzeniowe, czyli ślady powstające przez upadek grawitacyjny narzędzi, np. bloków i bomb wulkanicznych, gradu, meteorytów oraz deszczu (Rys. 2), [1], [6], [7]." ]

[]

[ "W wyniku odwodnienia osadów powstają struktury o typie ucieczkowym. Najczęściej mają one formę kanałów ucieczkowych lub struktur miseczkowych. Kanały ucieczkowe to pionowe, walcowate struktury powstałe na trasie skoncentrowanego przepływu wyciskanej z osadu wody [2], [5], [4]. Przecinają one pierwotne struktury sedymentacyjne, zaburzają układ osadu i deformują laminacje w strefach przykanałowych. Skoncentrowany przepływ zaciera pierwotne struktury, dlatego kanały zwykle wypełnione są osadem bezładnym. Znacznie rzadziej występują w nich struktury fluidalne, mające formę, zgodnych z kierunkiem przepływu, smugowań. Rozerwane laminy w strefach przykanałowych są podgięte ku górze, czyli w kierunku ucieczki wody. Kanały ucieczkowe wychodzące na dno basenu kończą się niewielkimi kraterami, powstałymi przez wyrzucenie ze strefy przypowierzchniowej kanału upłynnionego materiału.", "Struktury miseczkowe powstają w osadach laminowanych kohezyjnymi iłami i mułami lub w wzbogaconych w muł strefach masywnego osadu (Rys. 3, Rys. 4), [5], [3], [6]. Tworzą je podgięte łagodnie ku górze fragmenty rozerwanych lamin. Przerwanie ciągłości lamin i ich deformacja jest wywołana punktową iniekcją wody. Struktury miseczkowe zwykle występują seryjnie. Powtarzają się zarówno lateralnie, jak i w profilu pionowym.", "Kanały ucieczkowe powstają również podczas odgazowania osadu (np. ucieczki metanu lub powietrza). Mają formę prostych, pionowych, przecinających laminację kanalików (Rys. 4). W osadach sypkich kanalik kończy się lejkowatym zagłębieniem, które powstaje przez grawitacyjny ruch osadu przykanałowego.", "Inne typy struktur deformacyjnych powstają przez ruchy masowe. Powszechnie spotykane są warstwowania zaburzone [5], [3]. Powstają one najczęściej podczas grawitacyjnych przemieszczeń osadu, zwykle wskutek osuwania, ześlizgów lub płynięcia (Rys. 5). W zależności od skali przemieszczenia, zaburzenia te obejmują pojedynczą warstwę lub zespół warstw. W trakcie ruchu materiału powstają deformacje ciągłe i nieciągłe, o różnym stopniu komplikacji. Ze względu na stopień deformacji wyróżnia się [5]:", "W warstwowaniu zaburzonym dochodzi do powstania odcinkowych zmian miąższości lamin i/lub struktur fałdowych, w tym do wykształcenia fałdów deformacyjnych. Są one wynikiem upłynnienia lub uplastycznienia osadu. Fałdy deformacyjne to zespół mniej lub bardziej izolowanych struktur fałdowych (synklin i antyklin) (Rys. 6), [5], [3]. Powstają przez deformacje, przemieszczanego grawitacyjnie jednego, uwodnionego pakietu osadowego. Cechą charakterystyczną jest jednostronne, zgodne z kierunkiem przemieszczenia obalenie tych fałdów. Warstwowaniu zaburzonemu powszechnie towarzyszą struktury z upłynnienia, np. wycienienia i pogrubienia w obrębie deformowanej ławicy.", "Struktury, podobne do fałdów deformacyjnych, są też formowane pod wpływem działalności prądów dennych. Zwłaszcza prądów gęstych i ciężkich, które niosą duży ładunek materiału klastycznego. Do zaburzeń dochodzi przez ukierunkowany nacisk, który podczas przepływu jest wywierany na zewnętrzne części osadu. Powoduje on uplastycznienie nieskonsolidowanego osadu i umożliwia jego dalsze fałdowanie.", "Deformacje o innym charakterze są związane z niestatecznym warstwowaniem gęstościowym w tzw. układach złożonych (Rys. 7), [5], [1], [2], [3], [4]. Powstają przez przemieszczenie pionowe materiału, wywołane dążnością do uzyskania układu statecznego pomiędzy warstwami o różnym ciężarze objętościowym. Najczęściej ruch ten jest generowany w osadzie, w którym ponad warstwą o mniejszym ciężarze objętościowym znajduje się warstwa o większym ciężarze. W takim układzie materiał wyżejległy ulega przemieszczeniu zajmując pozycje poniżej swojego depozycyjnego spągu. To z kolei wymusza migrację materiału podległej warstwy ku górze. W końcowym stadium tego procesu osiągane jest stateczne warstwowanie gęstościowe, w którym całość osadu o większym ciężarze objętościowym zajmuje stabilne położenie, poniżej osadu o mniejszym ciężarze. Istotne znacznie ma tutaj ilość wody w osadzie, gdyż wiele deformacji w układach złożonych tworzy się w warunkach upłynnienia. Utrata wody wiąże się z zatrzymaniem deformacji na różnych etapach jej rozwoju.", "Wzajemne relacje przestrzenne osadu grzęznącego i wyciskanego zależą również od lepkości sąsiadujących ze sobą warstw. W wyniku niestatecznego warstwowania gęstościowego powszechnie tworzą się formy proste i dochodzi do wytworzenia falistej powierzchni granicznej pomiędzy warstwami (symetrycznej lub nieregularnej) lub powstania indywidualnych form o kształcie szerokich kropel, o spłaszczonych powierzchniach czołowych, które odchodzą zarówno od stropu, jak i od spągu warstw. Formy wyciskane ku górze warstw noszą nazwę diapirów. Rzadziej tworzą się cienkie, wydłużone formy nazywane soplami, które opadają od stropu warstwy nadległej. Ogólnie dla określenia grupy tego typu deformacji używa się terminu pogrązy (Rys. 7, Rys. 8, Rys. 9), [2], [6], [3], [4], [7], [8].", "W kolejnych stadiach rozwoju deformacji dochodzi do izolacji się pogrązów i powstania swobodnych form, które podlegają indywidualnemu przemieszczaniu. W zależności od kształtu nazywane są one:", "Obraz struktury deformacyjnej komplikuje się, jeśli niestatecznemu warstwowaniu gęstościowemu towarzyszy ruch międzyławicowy. Wtedy struktury, które mają z natury orientację pionową, będą dodatkowo modyfikowane przez składową poziomą.", "W pakietach osadowych, które zbudowane są z warstw o różnych ciężarach objętościowych, powstają zaburzenia o znacznym stopniu komplikacji, które w ogólnym obrazie przypominają warstwowanie zaburzone.", "Inny typ deformacji powstanie wskutek upłynnienia osadu znajdującego się pod warstwą sztywną i kruchą (Rys. 10). W takim układzie warstwa nadległa podlega dezintegracji na różnej wielkości fragmenty, które indywidualnie grzęzną w osadzie upłynnionym. Podział warstwy sztywnej na elementy ma też miejsce w układzie odwrotnym, przez działalność upłynnionego osadu pozostającego w nadkładzie. Jest wynikiem penetracji przez osad upłynniony (o większym ciężarze) spękań, które występują w warstwie podległej (o mniejszym ciężarze). Dla uzyskania stateczności, odspojone wzdłuż spękań elementy, podlegają transportowi ku górze [5].", "Kolejnym typem deformacji synsedymentacyjnych, związanych z wewnątrzławicowym upłynnieniem osadu, jest warstwowanie konwolutne (Rys. 11), [5], [2], [1], [6], [3], [4]. Tworzą go serie niewielkich struktur fałdowych, wykształconych na bazie przekątnej i równoległej laminacji, które gradacyjnie zanikają ku spągowi i stropowi warstwy. Są one nazywane konwolucjami. Powstają głównie w osadach drobnoziarnistych frakcji od aleurytowej po bardzo drobnopsamitową.", "Deformacje ciągłe i nieciągłe występują powszechnie w osadach, które podlegały zmianom objętości. Przejawem kurczenia się masy osadowej są spękania ciosowe, w wyniku których dochodzi do przerwania ciągłości struktur. Ich powstanie powiązane jest z wycienieniem i deformacją obszarów przyspękaniowych. Odwrotny proces, czyli pęcznienie wywołuje deformacje ciągłe i utworzenie zaburzeń fałdowych. Przy znacznym zwiększeniu objętości zaburzenia fałdowe tracą ciągłość i następuje wykształcenie deformacji nieciągłych. Zarówno kurczenie się, jak i pęcznienie związane jest głównie z utratą lub dostawą wody do osadu.", "Kolejną grupą struktur deformacyjnych są struktury bioturbacyjne [5], [2], [7], [8]. Ppowstają one przez zaburzenie pierwotnego układu osadu w wyniku działalności organizmów (Rys. 12). Najczęściej tworzone są podczas przemieszczania się organizmów zwierzęcych w obrębie niezlityfikowanego osadu. Przy intensywnym zbioturbowaniu osadu następuje zatarcie jego pierwotnych struktur sedymentacyjnych, a w zaawansowanym stadium dochodzi do jego homogenizacji. Jeśli organizmy penetrujące osad należą do mułożerców, w miejscach bioturbacji zwykle występuje wzbogacenia w związki węgla organicznego.", "Do organicznych deformacji zaliczane są również ryzoidy, czyli zaburzenia osadu, najczęściej nieciągłe, które powstają podczas penetracji osadu przez systemy korzeniowe roślin." ]

[ { "name": " Definicja 1: Struktury deformacyjne ", "content": " Struktury deformacyjne są zaburzeniami wewnątrzwarstwowymi,\nw wyniku których dochodzi do przekształcenia struktur depozycyjnych, a przez to do komplikacji struktury\nwewnętrznej osadu. Powstają w etapie postdepozycyjnym, ale jeszcze przed lityfikacją osadu. W ich obrębie\nwystępują:\n\ndeformacje ciągłe, które obejmują zmiany oryginalnej morfologii pierwotnych struktur przy\nzachowaniu ich kontynuacji,\n\ndeformacje nieciągłe, które są związane są z rozczłonkowaniem wcześniej powstałych struktur\nsedymentacyjnych i podziałem osadu na fragmenty.\n" } ]

[ "Podstawowym składnikiem skały okruchowej jest ziarno (klast) [1].", "Nagromadzenie niezwiązanego materiału ziarnistego tworzy skałę okruchową luźną. Skały, w których klasty zostały połączone nazywane są zwięzłymi [4]. Zespolenie ziaren następuje przez wytworzenie spoiwa, które uformowane zostaje podczas diagenezy.", "Podziały wewnętrzne skał piroklastycznych i detrytycznych prowadzone są w oparciu o frakcję materiału ziarnistego (zob. Tekstury skał okruchowych). W klasyfikacjach brana jest pod uwagę też zwięzłość skały, a w odniesieniu do frakcji psefitowej również stopień obtoczenia klastów (zob. Tekstury skał okruchowych). Standardowy opis skał okruchowych uwzględnia identyfikację ich cech strukturalnych (zob. Formy skał osadowych, Struktury depozycyjne, Struktury erozyjne, Struktury deformacyjne), tekstualnych oraz składu mineralnego lub/i litologicznego ziarna; w przypadku skał zwięzłych również określenie rodzaju spoiwa." ]

[ { "name": " Definicja 1: Ziarno ", "content": " Ziarnem jest fragment skały macierzystej, element organiczny lub skrzepły\npodczas transportu strzęp lawy. Może ono mieć formę okruchu skalnego, kryształu lub jego fragmentu, również\nszkieletu organicznego, zachowanego w całości lub w części, jeśli taki został doniesiony do zbiornika\nsedymentacyjnego. " } ]

[ "Frakcja materiału klastycznego", "Wielkość ziaren w skale osadowej nazywana jest frakcją [1], [2]. W analizie makroskopowej dla określenia frakcji najczęściej stosowana jest skala metryczna, która oparta jest o bezpośredni pomiar ziarna. Standardowo wydzielane są 4 główne frakcje, czyli psefitowa, psamitowa, aleurytowa i pelitowa, które obejmują następujące przedziały wielkościowe [3]:", "Frakcja służy do ustalenia zakresu wielkości ziarna, wyznaczenia jego przeciętnej średnicy, do oszacowania wzajemnych proporcji poszczególnych rodzajów wielkości ziaren oraz od określenia stopnia selekcji, czyli wysortowania ziarna (Rys. 1), [1], [4], [5], [6]. Niski stopień selekcji charakteryzuje skały, w których występuje duży rozrzut wielkości ziarna, natomiast wysoki stopień selekcji wykazują skały, które zbudowane są z ziaren o zbliżonych wymiarach. Do szacowania stopnia selekcji powszechnie wykorzystywane są wzorce graficzne.", "Obtoczenie", "Podczas transportu ziarno podlega przekształceniu. Zmniejsza się jego rozmiar i dochodzi do modyfikacji jego morfologii. W pierwotnie kanciastym okruchu następuje redukcja ostrych form oraz stopniowe obniżanie i wygładzanie stref narożno-krawędziowych (Rys. 3). Prowadzi to do zaokrąglenia ziarna przez powstanie tzw. obtoczenia, które jest miarą starcia jego pierwotnie kanciastych części [4], [1], [2], [6].", "W charakterystyce makroskopowej przyjęto 4-stopniową skalę obtoczenia, według której (Rys. 2), [2], [6]:", "Na podstawie stopnia selekcji ziarna oraz jego obtoczenia określany jest stopień dojrzałości teksturalnej skały okruchowej [8], [1]. Wysoki stopień dojrzałości wykazują skały dobrze wysortowane i zbudowane z ziaren obtoczonych. Niski stopień dotyczy skał, w których występuje duży rozrzut wielkości i obecne są ziarna słabo lub nieobtoczone.", "Upakowanie", "Stopień wypełnienia skały okruchowej przez ziarna nazywany jest upakowaniem [2], [1]. Pomiędzy ziarnami mogą występować pory, czyli wolne, nie wypełnione przestrzenie (zob. Szkielet ziarnowy i spoiwo). Obecność porów jest cechą skały porowatej [4], [1], [6]. W luźnych skałach grubo- i średnioziarnistych upakowanie związane jest z objętością powierzchni porowej. Wyższy stopień upakowania wykazują skały, w których powierzchnia porowa jest niewielka, wraz ze wzrostem tej powierzchni spada stopień upakowania. Upakowanie zależy od wielu parametrów, m.in. od frakcji materiału, kształtu ziaren oraz stopnia wysortowania. Podczas diagenezy następuje redukcja lub zanik przestrzeni porowej (np. przez kompakcję lub krystalizację spoiwa w przestrzeniach międzyziarnowych). Skały zwięzłe, w których przestrzeń porowa została wyeliminowana mają tekstury zbite.", "Kształt ziarna", "Kolejnym parametrem teksturalnym, określanym przy analizach makroskopowych jest kształt ziarna, czyli jego ogólna forma geometryczna [1], [9], [6]. Pierwotna forma wykształca się podczas rozpadu skały macierzystej, wtórna jest efektem późniejszych modyfikacji zachodzących podczas transportu. Kształt ziarna zależy od przebiegu oraz warunków sedymentacji, ale również od własności swoistych okruchu, w szczególności od jego twardości, łupliwości, ścieralności, sprężystości i obecności struktur wewnętrznych.", "Ziarna występują w 4 typach kształtów (Rys. 4):", "Przyporządkowanie do odpowiedniego typu kształtu opiera się na zebraniu z każdego ziarna 3 pomiarów w płaszczyznach wzajemnie do siebie prostopadłych: (a) długości (pomiar wzdłuż najdłuższej osi), (b) szerokości, (c) wysokości (pomiar wzdłuż najkrótszej osi). W praktyce sedymentologicznej do wyznaczania kształtów ziaren używany jest diagram kształtów, którego zastosowanie wymaga wyznaczenia stosunków szerokości do długości ziarna (b/a) oraz wysokości do szerokości (c/b).", "Podczas prac terenowych, gdy potrzebna jest sprawna kwalifikacja kształtu ziarna, szacuje się je biorąc pod uwagę stosunki wymiarów przyjmując, iż (Rys. 4), [2], [6], [1]:", "Kształty ziaren określa się zwykle w obrębie frakcji psefitowej. Dla uzyskania wiarygodnych danych potrzebna jest określona populacja pomiarów. Optymalną ilość daje próba składająca się z 300 ziaren, ale miarodajne wyniki uzyskiwane są już z pomiarów 100 ziaren. Oprócz danych metrycznych, charakterystyka każdego ziarna powinna obejmować identyfikację petrograficzną/mineralogiczną oraz cech strukturalnych.", "Charakter powierzchni ziaren", "Charakter powierzchni ziaren obtoczonych jest kształtowany podczas transportu. Powierzchnie ziaren są matowe, gładkie lub urzeźbione rysami i ich cechy są wskaźnikowe dla warunków, w których odbywało się przemieszczenie. Powierzchnie matowe formowane są podczas transportu ziarna w środowiskach lądowych, powierzchnie gładkie i lśniące mają ziarna środowisk wodnych. Rysy powstają podczas kolizji ziaren z twardym ostrokrawędzistym materiałem w ośrodku powietrznym lub pod naciskiem. W analizie makroskopowej cechy powierzchni ziarna określa się w odniesieniu do frakcji psefitowej lub grubopsamitowej, w mniejszych ziarnach do opisu tej cechy potrzebna jest aparatura optyczna. Obserwację powierzchni prowadzi się na klastach, o znacznej twardości, które długo pozostawały w transporcie. Zwykle wykorzystuje się, powszechnie występujące w środowiskach sedymentacyjnych, ziarna kwarcowe [6].", "Cechy teksturalane ziaren wynikają z mechanizmu ich powstania oraz przemian podczas transportu. Po złożeniu materiału cechy te są utrwalane lub podlegają dalszym modyfikacjom w etapie postdepozycyjnym, np. przez drążenia skałotoczy, wciski, powstałe przez rozpuszczanie pod ciśnieniem powierzchni stycznych ziaren, zwietrzenia czy ścięcia erozyjne." ]

[]

[ "Podstawowym składnikiem skały okruchowej jest ziarno. Zespół ziaren, który buduje korpus skały nazywany jest szkieletem ziarnowym [1], [2]. Ze względu na ilość ziarna oraz wzajemne relacje pomiędzy ziarnami w szkielecie ziarnowym wydziela się skały o [2], [1], [3], (Rys. 1):", "Spoiwo (lepiszcze)", "Przekształcenie luźnej skały okruchowej w skałę zwięzłą wiąże się z wytworzeniem w niej spoiwa (lepiszcza) (Rys. 3), (zob. Skały okruchowe), [1], [3], [5], [6]. Jest to element, który łączy ziarna i stabilizuje formę skały okruchowej.", "Pod względem teksturalnym spoiwa dzielona są na:", "Spoiwa chemiczne mogą budować wszystkie minerały autigeniczne. Do najczęściej spotykanych spoiw należą spoiwa [5], [6]:", "W skałach klastycznych spoiwa są jednoskładnikowe, czyli monominerlane (np. spoiwo węglanowe czy krzemionkowe) lub dwu- / trzyskładnikowe, czyli oligominerlane (np. spoiwo ilasto-żelaziste czy krzemionkowo-ilasto-żelaziste).", "Spoiwa detrytyczne charakteryzowane są pod względem mineralogicznym oraz w oparciu o frakcję materiału ziarnistego. W skałach ziarnistych występują głównie spoiwa drobnoklastyczne (tj. mułowcowe lub ilaste), choć powszechnie spotykane są też spoiwa z udziałem frakcji psamitowej. Frakcja spoiwa koreluje się ze stopniem wysortowania szkieletu ziarnowego. Spoiwo o dużym rozrzucie frakcji zwykle występuje w obrębie skał o niskim stopniu selekcji ziarna.", "Udział spoiwa w skałach okruchowych jest zróżnicowany (Rys. 4). Ze względu na jego ilość wydziela się [3], [6], [7]:" ]

[]

[ "Ziarna piroklastyczne mają formę (Rys. 1):", "Najczęściej stosowany podział ziaren piroklastycznych jest oparty o kryteria teksturalne i prowadzony jest ze względu na frakcję materiału [1], [2], [3], [4], [5], [1]. Zgodnie z nim, we frakcji psefitowej wyróżnia się ziarna wielkości powyżej 64 mm, które nazywane blokami i bombami wulkanicznymi oraz ziarna mniejsze, które nazywane są lapillami. Podział ziaren na bloki i bomby ma podłoże genetyczne (Rys. 2). Bloki są litoklastami akcydentalnymi. Tworzą je ostrokrawędziste klasty pochodzące z rozsadzenia skał osłony komina wulkanicznego. Bomby wulkaniczne są piroklastami juwenilnymi o typie litoklastów, rzadziej mieszanymi o typie litoklastyczno-witroklastycznym. Powstają przez skrzepnięcie porcji lawy podczas transportu w atmosferze (Rys. 2). Typowy jest dla nich obły, zwykle wrzecionowaty kształt. Lapille są głównie pochodzenia juwenilnego. Mają formę obłych lub nieregularnych w kształcie litoklastów lub witroklastów. Lapille o wysokiej porowatości nazywane są scoriami lub szlakami. Ich gąbczastą odmianą jest pumeks. Ziarna piroklastyczne mniejsze od 2 mm zaliczane są do popiołu wulkanicznego. W niektórych klasyfikacjach, frakcje poniżej 0,0625 mm wyodrębnia się jako pył wulkaniczny. Ziarna popiołu mają formy krystaloklastów lub witroklastów i w większości są piroklastykami juwenilnymi.", "Kształty ziaren piroklastycznych zależą od ich genezy. Piroklastyki juwenilne, zwłaszcza psefitowe o typie bomb czy lapilli, są obłe lub nieregularne. Ich formowanie zachodzi podczas transportu powietrznego przez modelowanie w strumieniu powietrza krzepnącej, a więc jeszcze płynnej lub plastycznej lawy [2]. Bomby, powstałe z wprawionej w ruch wirowy lawy, tworzą obłe i spiralnie skręcone wrzecionowate formy. Ziarna frakcji psamitowej i drobniejsze są mniej regularne. Zwykle występują w nich struktury ucieczkowe, które są efektem odgazowania zachodzącego podczas transportu. W trakcie depozycji część ziaren piroklastycznych, zwłaszcza większych frakcji, podlega kruszeniu. Zachodzi ono podczas upadku ziarna na powierzchnię Ziemi. Rozbicie ziarna powoduje rozdrobnienie materiału piroklastycznego i wykształcenie ostrokrawędzistych form. Materiał juwenilny, który jest zasobny w gazy może podlegać kruszeniu już podczas transportu powietrznego. Jest on rozrywany przez parcie gazów lub pęka podczas gwałtownego studzenia stopu [1]. Pierwotną i wtórną ostrokrawędzistość wykazują ziarna lityczne." ]

[]

[ "Luźna skała piroklastyczna, która została zdeponowana w warunkach lądowych nazywana jest tefrą (Rys. 1, Rys. 2), [6], [3], [4]. Ma ona strukturę bezładną i cechuje ją słaba selekcja ziarna. W zależności od stopnia wysortowania (zob. Skały piroklastyczne [w:] Geologia. Ziemia i procesy endogeniczne) i dominującej frakcji ziaren wyróżnia się w jej obrębie tefry:", "Do tefry drobnoziarnistej zalicza się popioły i pyły wulkaniczne. Popioły wulkaniczne zbudowane są z frakcji psamitowej i drobniejszych, natomiast osady piroklastyczne składające się tylko z frakcji pelitowej i aleurytowej są pyłem wulkanicznym [5]. Stopień wysortowania tefry jest wyraźnie korelowalny z długością transportu. Wraz ze wzrostem dystansu pomiędzy wulkanem, a miejscem depozycji następuje poprawa wysortowania, która zaznacza się przez redukcję ilości materiału frakcji grubiej ziarnistych.", "Odmiany zwięzłe tefry nazywane są ogólnie tufami [6], [4], (Rys. 3, Rys. 4). We frakcji psefitowej wydzielane są brekcje piroklastyczne i konglomeraty. Brekcje są zwięzłymi odpowiednikami blokowisk. Składają się one w 75% z bloków, którym towarzyszą domieszki bomb wulkanicznych i wiążący skałę materiał frakcji drobniejszych. Konglomeraty tufowe (piroklastyczne) są zwięzłymi ekwiwalentami tefry bombowej i bombowo-lapillowej [1], [3], [4], [5], [7]. W ich składzie ziarnowym dominują bomby wulkaniczne i lapille, które spaja masa drobniejszych frakcji.", "Skały zwięzłe frakcji drobnopsefitowej nazywane są tufami lapillowymi, a zbudowane ziaren frakcji psamitowej i drobniejszych - tufami popiołowymi [6].", "Tufy są zwykle skałami porowatymi. Powstają przez dość szybką lityfikację. Jest ona wspomagana przez wody atmosferyczne, które infiltrują złożony, często jeszcze podgrzany materiał.", "Materiał piroklastyczny deponowany w środowisku wodnym, który zawiera minimum 25% piroklastów tworzy skałę nazywaną tufitem (Rys. 4), [1], [3], [4], [6], [5], [8]. Oprócz ziaren piroklastycznych w tufitach występują inne allo- lub autigeniczne składniki skał osadowych. Klasyfikacje tufitów oparte o frakcję prowadzone są z użyciem nomenklatury właściwej dla skał detrytycznych i w ich obrębie wydziela się konglomeraty i brekcje, piaskowce, mułowce i iłowce. Do powstania tufitów zwykle dochodzi w środowiskach niskoenergetycznych, które cechuje wolne tempo sedymentacji tła. Wykształcają się w nich struktury sedymentacyjne właściwe dla środowiska depozycji.", "Skały piroklastyczne o innym charakterze powstają wskutek redepozycji materiału piroklastycznego przez masowe ruchy grawitacyjne, głównie przez osuwiska czy spływy (spływy popiołowe, lahary) [7]. Powstają wówczas formy koluwiów zbudowanych z luźnego materiału, który po lityfikacji przechodzi w odmiany zwięzłe. Specyficznym typem skał formowanych przez ruchy grawitacyjne są ignimbryty (tufy spieczone) [9], [5], [8]. Powstają przez depozycję rozgrzanego materiału piroklastycznego transportowanego w formie chmur gorejących. Materiał ten ulega szybkiemu związaniu, które następuje podczas jego studzenia." ]

[ { "name": " Definicja 1: Skały piroklastyczne ", "content": " Skały, które składają się w co najmniej 75% z materiału\npiroklastycznego nazywane są skałami piroklastycznymi. " } ]

[ "Zwykle w szkielecie ziarnowym skał detrytycznych występuje jedna lub dwie frakcje materiału ziarnistego. Inne frakcje, o ile występują, są komponentem pobocznym lub akcesorycznym. Szczególnym typem skały okruchowej, która składa się z ziaren wszystkich frakcji jest glina (mikstyt) (Rys. 1), (zob. Glina lodowcowa), [1], [3]. Ma strukturę masywną i zawiera ziarna o różnym stopniu obtoczenia. Uważana jest za skałę skrajnie niedojrzałą teksturalnie. Gliny powstają w wyniku wietrzenia in situ, są też efektem masowej depozycji (np. podczas powierzchniowych ruchów masowych lub zrzucania moreny przez lodowiec). W związku z obecnością frakcji drobnoklastycznych, które są kohezyjne, gliny wykazują spoistość.", "Inny powszechnie stosowany podział skał okruchowych uwzględnia stosunek ilościowy ziaren do drobnoziarnistego matriks. Zgodnie z nim wydzielane są [4], [1], [6]:", "Skały detrytyczne są skałami o bardzo szerokim rozprzestrzenieniu. Stanowią powszechny i ważny budulec zewnętrznej części skorupy ziemskiej. Materiał klastyczny jest masowo produkowany i deponowany w wielu różnych basenach sedymentacyjnych i w bardzo zróżnicowanych warunkach środowiskowych." ]

[]