A Solar elmagyarázta a fotovoltaikát és az elektromosságot

A fotovoltaikus cellák a napfényt elektromos árammá alakítják

A fotovoltaikus (PV) cella, amelyet általában napelemnek neveznek, egy nem mechanikus eszköz, amely a napfényt közvetlenül elektromos árammá alakítja. Egyes PV-cellák képesek a mesterséges fényt elektromos árammá alakítani.

A fotonok napenergiát hordoznak

A napfény fotonokból vagy napenergia részecskékből áll. Ezek a fotonok különböző mennyiségű energiát tartalmaznak, amelyek megfelelnek a különböző hullámhosszoknak

A

Az elektromosság áramlása

A negatív töltést hordozó elektronok mozgása a sejt elülső felülete felé az elektromos töltés egyensúlyhiányát idézi elő a sejt elülső és hátsó felülete között. Ez az egyensúlyhiány viszont olyan feszültségpotenciált hoz létre, mint az akkumulátor negatív és pozitív pólusa. A cellán lévő elektromos vezetők elnyelik az elektronokat. Ha a vezetőket egy elektromos áramkörben külső terheléshez, például akkumulátorhoz csatlakoztatják, az áramkörben áram folyik.

A fotovoltaikus rendszerek hatékonysága a fotovoltaikus technológia típusától függően változik

A PV-cellák napfényt elektromos árammá alakító hatásfoka a félvezető anyag típusától és a napelemes technológiától függően változik. A kereskedelemben kapható PV-modulok hatékonysága átlagosan kevesebb mint 10% volt az 1980-as évek közepén, 2015-re 15% körülire nőtt, és mára megközelíti a 20%-ot a legkorszerűbb modulok esetében. A kísérleti PV-cellák és a piaci résekre szánt napelemek, például az űrműholdak, közel 50%-os hatékonyságot értek el.

Hogyan működnek a fotovoltaikus rendszerek

A PV cella a PV rendszer alapvető építőköve. Az egyes sejtek mérete körülbelül 0,5 hüvelyk és körülbelül 4 hüvelyk között változhat. Egy cella azonban csak 1 vagy 2 wattot termel, ami csak kis felhasználásra, például számológépek vagy karórák áramellátására elegendő.

A PV cellák elektromosan csatlakoztatva vannak egy csomagolt, időjárásálló PV modulban vagy panelben. A PV modulok mérete és az általuk termelt villamos energia mennyisége eltérő. A PV-modul villamosenergia-termelő kapacitása a modulban lévő cellák számával vagy a modul felületének növekedésével növekszik. A PV modulok csoportokba kapcsolhatók, így PV tömböt alkotnak. Egy PV-tömb két vagy száz PV-modulból állhat. A PV-tömbbe csatlakoztatott fotovoltaikus modulok száma határozza meg, hogy a tömb mennyi villamos energiát képes előállítani.

A fotovoltaikus cellák egyenáramú (DC) villamos energiát termelnek. Ez az egyenáramú áram felhasználható akkumulátorok töltésére, amelyek viszont egyenáramú áramot használó eszközöket táplálnak. Szinte az összes villamos energiát váltakozó áramként (AC) szolgáltatják a villamosenergia-átviteli és -elosztó rendszerekben. Hívott eszközök

A napelemek és modulok akkor termelik a legnagyobb mennyiségű villamos energiát, ha közvetlenül a nap felé néznek. A fotovoltaikus modulok és tömbök nyomkövető rendszereket használhatnak, amelyek folyamatosan a nap felé mozgatják a modulokat, de ezek a rendszerek drágák. A legtöbb napelemes rendszerben a modulok rögzített helyzetben vannak, a modulok közvetlenül délre néznek (az északi féltekén – a déli féltekén közvetlenül északra), és olyan szögben, amely optimalizálja a rendszer fizikai és gazdasági teljesítményét.

A napelemes napelemek panelekbe (modulokba) vannak csoportosítva, és a panelek különböző méretű tömbökbe csoportosíthatók, hogy kis vagy nagy mennyiségű villamos energiát állítsanak elő, például vízszivattyúk tápellátására, otthonok áramellátására vagy közüzemi célokra. léptékű villamosenergia-termelés.

Forrás: Nemzeti Megújuló Energia Laboratórium (szerzői jogvédelem alatt)

Fotovoltaikus rendszerek alkalmazásai

A legkisebb fotovoltaikus rendszerek teljesítményszámítógépek és karórák. A nagyobb rendszerek biztosíthatják az áramot a víz szivattyúzásához, a kommunikációs berendezések áramellátásához, egyetlen otthon vagy üzlet áramellátásához, vagy olyan nagy tömbök kialakításához, amelyek több ezer villamosenergia-fogyasztót látnak el.

A PV rendszerek néhány előnye

â¢A PV rendszerek olyan helyeken is képesek árammal ellátni, ahol nem léteznek villamosenergia-elosztó rendszerek (távvezetékek), valamint
• A PV tömbök gyorsan telepíthetők, és bármilyen méretűek lehetnek.
â¢Az épületeken elhelyezett fotovoltaikus rendszerek környezeti hatásai minimálisak.

Forrás: Nemzeti Megújuló Energia Laboratórium (szerzői jogvédelem alatt)

Forrás: Nemzeti Megújuló Energia Laboratórium (szerzői jogvédelem alatt)

A fotovoltaika története

Az első praktikus PV cellát 1954-ben fejlesztették ki a Bell Telephone kutatói. Az 1950-es évek végétől a fotovoltaikus cellákat amerikai űrműholdak táplálására használták. Az 1970-es évek végére a PV panelek távoli, ill

Az Egyesült Államok Energia Információs Hivatala (EIA) becslése szerint a közüzemi méretű fotovillamos erőművekben termelt villamos energia a 2008-as 76 millió kilowattóráról (kWh) 2019-re 69 milliárd kilowattóra nőtt. A közüzemi méretű erőművek legalább 1000 kilowatttal rendelkeznek egy megawatt) villamosenergia-termelő kapacitás. Az EIA becslése szerint 2019-ben 33 milliárd kWh-t termeltek a hálózatra kapcsolt, kisméretű napelemes rendszerek, szemben a 2014-es 11 milliárd kWh-val. A kisléptékű PV-rendszerek olyan rendszerek, amelyek kevesebb mint egy megawatt villamosenergia-termelő kapacitással rendelkeznek. A legtöbb épületeken található, és néha hívják