Zasady i elementy wytwarzania energii fotowoltaicznej ze słońca

Energia fotowoltaicznaGeneration to technologia, która przekształca światło słoneczne bezpośrednio w energię elektryczną w oparciu o zasadę efektu fotowoltaicznego.

System fotowoltaiczny składa się z następujących ważnych elementów

1. Panele słoneczne (moduły): Jest to podstawowa część systemu fotowoltaicznego, zwykle złożona z wielu monomerów ogniw słonecznych. Monomery ogniw słonecznych wykorzystują efekt fotowoltaiczny do bezpośredniego przekształcania otrzymanej energii słonecznej w energię elektryczną.

Ogniwa słoneczne z krzemu krystalicznego: Jest to najpopularniejszy typ ogniw słonecznych, składający się z płytki z krzemu krystalicznego z metalowymi liniami siatki na górnej powierzchni i metalowej warstwy na dolnej powierzchni. Górna część ogniwa jest zwykle pokryta folią antyrefleksyjną, aby zmniejszyć utratę światła odbitego.

2. Falownik: Przekształca prąd stały (DC) wytwarzany przez panel słoneczny na prąd przemienny (AC), ponieważ domy i zakłady przemysłowe zwykle korzystają z prądu przemiennego. Ponadto falownik jest również odpowiedzialny za synchronizację z siecią energetyczną, aby zapewnić spójność napięcia i fazy.

3. Kontroler: Odpowiedzialny za zarządzanie mocą wyjściową systemu fotowoltaicznego, zapobieganie przeładowaniu i nadmiernemu rozładowaniu akumulatora oraz zapewnienie bezpiecznej i stabilnej pracy systemu.

4. Zestaw akumulatorów: W systemie fotowoltaicznym podłączonym do sieci akumulator służy do magazynowania nadmiaru energii elektrycznej do wykorzystania, gdy energia słoneczna jest niewystarczająca. W przypadku braku połączenia z siecią akumulatory są niezbędne, ponieważ mogą magazynować energię elektryczną do wykorzystania w nocy lub w pochmurne dni.

5. System wsporników: służy do mocowania paneli słonecznych i zapewnia, że ​​panele będą odbierać światło słoneczne pod najlepszym kątem.

Istota wytwarzania energii słonecznej jest w rzeczywistości bardzo prosta i polega na konwersji światła słonecznego na energię elektryczną. Proces ten realizowany jest poprzez „efekt fotowoltaiczny”.

Główne zasady działania:

1. Absorpcja fotonów: Kiedy światło słoneczne pada na powierzchnię ogniw słonecznych (zwykle wykonanych z materiałów półprzewodnikowych, takich jak krzem), materiały półprzewodnikowe w ogniwach pochłaniają fotony (cząsteczki energii w świetle słonecznym).

2. Tworzenie par elektron-dziura: Zaabsorbowana energia fotonów powoduje, że elektrony w materiale półprzewodnikowym przeskakują z pasma walencyjnego do pasma przewodnictwa, tworząc w ten sposób pary elektron-dziura w akumulatorze. Te elektrony i dziury są nośnikami ładunku i mogą przewodzić prąd.

3. Wbudowane pole elektryczne: W ogniwach słonecznych zwykle znajduje się złącze PN, które jest interfejsem składającym się z półprzewodnika typu P i półprzewodnika typu N. Na złączu PN powstaje wbudowane pole elektryczne w wyniku dyfuzji i rekombinacji elektronów i dziur.

4. Separacja nośników ładunku w polu elektrycznym: Pod wpływem wbudowanego pola elektrycznego wytworzone pary elektron-dziura zostaną rozdzielone. Elektrony będą wypychane do obszaru półprzewodnika typu N, natomiast dziury będą wypychane do obszaru półprzewodnika typu P.

5. Powstawanie różnicy potencjałów: W wyniku oddzielenia elektronów i dziur po obu stronach akumulatora powstaje różnica potencjałów, czyli generowane jest napięcie fotogenerowane.

6. Wytwarzanie prądu: Kiedy dwa bieguny baterii zostaną połączone poprzez obwód zewnętrzny, elektrony będą przepływać z półprzewodnika typu N do półprzewodnika typu P przez obwód, tworząc prąd.

7. Konwersja na użyteczną energię elektryczną: Elektrony przepływające przez urządzenie zewnętrzne mogą zasilać obciążenie lub być przechowywane w akumulatorze do późniejszego wykorzystania.

Krótko mówiąc, wytwarzanie energii fotowoltaicznej to proces przekształcania światła słonecznego w energię elektryczną przy wykorzystaniu właściwości elektronicznych materiałów półprzewodnikowych w celu wygenerowania różnicy potencjałów i prądu pod wpływem światła, osiągając w ten sposób konwersję energii. Technologia ta nie wymaga paliwa i nie powoduje emisji zanieczyszczeń. Jest to czysty i odnawialny sposób konwersji energii.

Jeśli jesteś zainteresowany energią słoneczną lub rozważasz instalację systemu energii słonecznej, możesz się z nami skontaktować.