Солар је објаснио фотонапон и електричну енергију

Фотонапонске ћелије претварају сунчеву светлост у електричну енергију

Фотонапонска (ПВ) ћелија, која се обично назива соларна ћелија, је немеханички уређај који сунчеву светлост директно претвара у електричну енергију. Неке ПВ ћелије могу претворити вештачко светло у електричну енергију.

Фотони преносе сунчеву енергију

Сунчева светлост се састоји од фотона, или честица сунчеве енергије. Ови фотони садрже различите количине енергије које одговарају различитим таласним дужинама

А

Проток електричне енергије

Кретање електрона, од којих сваки носи негативно наелектрисање, према предњој површини ћелије ствара неравнотежу електричног наелектрисања између предње и задње површине ћелије. Ова неравнотежа, заузврат, ствара потенцијал напона као што су негативни и позитивни терминали батерије. Електрични проводници на ћелији апсорбују електроне. Када су проводници повезани у електрично коло са спољним оптерећењем, као што је батерија, струја тече у колу.

Ефикасност фотонапонских система варира у зависности од врсте фотонапонске технологије

Ефикасност којом ПВ ћелије претварају сунчеву светлост у електричну енергију варира у зависности од врсте полупроводничког материјала и технологије ПВ ћелија. Ефикасност комерцијално доступних фотонапонских модула била је у просеку мање од 10% средином 1980-их, повећана на око 15% до 2015. године, а сада се приближава 20% за најсавременије модуле. Експерименталне ПВ ћелије и ПВ ћелије за ниша тржишта, као што су свемирски сателити, постигле су скоро 50% ефикасности.

Како раде фотонапонски системи

ПВ ћелија је основни градивни блок фотонапонског система. Појединачне ћелије могу варирати у величини од око 0,5 инча до око 4 инча у пречнику. Међутим, једна ћелија производи само 1 или 2 вата, што је довољно струје само за мале употребе, као што је напајање калкулатора или ручних сатова.

ПВ ћелије су електрично повезане у упаковани, водоотпорни фотонапонски модул или панел. ПВ модули се разликују по величини и количини електричне енергије коју могу произвести. Капацитет производње електричне енергије ПВ модула расте са бројем ћелија у модулу или у површини модула. ПВ модули се могу повезати у групе да би се формирао фотонапонски низ. ПВ низ може бити састављен од две или стотине ПВ модула. Број ПВ модула повезаних у ПВ низ одређује укупну количину електричне енергије коју низ може да генерише.

Фотонапонске ћелије производе једносмерну струју (ДЦ). Ова једносмерна струја се може користити за пуњење батерија које, заузврат, напајају уређаје који користе струју једносмерне струје. Скоро сва електрична енергија се испоручује као наизменична струја (АЦ) у системима за пренос и дистрибуцију електричне енергије. Позвани уређаји

ПВ ћелије и модули ће произвести највећу количину електричне енергије када су директно окренути сунцу. ПВ модули и низови могу да користе системе за праћење који померају модуле да стално буду окренути сунцу, али ови системи су скупи. Већина фотонапонских система има модуле у фиксној позицији са модулима окренутим директно на југ (на северној хемисфери – директно на север на јужној хемисфери) и под углом који оптимизује физичке и економске перформансе система.

Соларне фотонапонске ћелије су груписане у панеле (модуле), а панели се могу груписати у низове различитих величина за производњу малих до великих количина електричне енергије, као што су за напајање пумпи за воду за сточну воду, за снабдевање електричном енергијом за домове или за комуналне услуге. производња електричне енергије обима.

Извор: Национална лабораторија за обновљиву енергију (заштићена ауторским правима)

Примене фотонапонских система

Најмањи фотонапонски системи напајају калкулаторе и ручне сатове. Већи системи могу да обезбеде струју за пумпање воде, за напајање комуникационе опреме, за снабдевање електричном енергијом за један дом или посао, или за формирање великих низова који снабдевају електричном енергијом хиљаде потрошача електричне енергије.

Неке предности фотонапонских система су

а¢ПВ системи могу снабдевати електричном енергијом на локацијама где не постоје системи за дистрибуцију електричне енергије (електроводи), а такође могу снабдевати електричном енергијом
а¢ПВ низови се могу брзо инсталирати и могу бити било које величине.
а¢Ефекти фотонапонских система који се налазе на зградама на животну средину су минимални.

Извор: Национална лабораторија за обновљиву енергију (заштићена ауторским правима)

Извор: Национална лабораторија за обновљиву енергију (заштићена ауторским правима)

Историја фотоволтаике

Прву практичну фотонапонску ћелију развили су истраживачи Белл Телепхонеа 1954. године. Почевши од касних 1950-их, ПВ ћелије су коришћене за напајање америчких свемирских сателита. До касних 1970-их, ПВ панели су давали електричну енергију у даљинском или

Америчка Управа за енергетске информације (ЕИА) процењује да је електрична енергија произведена у фотонапонским електранама за комуналне услуге порасла са 76 милиона киловат-сати (кВх) у 2008. на 69 милијарди (кВх) у 2019. Електране за комуналне услуге имају најмање 1.000 киловата (или један мегават) капацитета за производњу електричне енергије. ЕИА процењује да су мали фотонапонски системи повезани на мрежу генерисали 33 милијарде кВх у 2019. години, у односу на 11 милијарди кВх у 2014. Мали ПВ системи су системи који имају мање од једног мегавата капацитета за производњу електричне енергије. Већина се налази на зградама и понекад се називају