- Poruka
- 51.018
Fotonaponska i električna energija
Fotonaponske ćelije pretvaraju sunčevu svetlost u električnu energiju
Fotovoltaična (PV) ćelija, koja se obično naziva solarnom ćelijom, je nemehanički uređaj koji pretvara sunčevu svetlost direktno u električnu energiju. Neke PV ćelije mogu pretvoriti veštačku svetlost u električnu energiju.
Fotoni nose solarnu energiju
Sunčeva svetlost se sastoji od fotona ili čestica solarne energije. Ovi fotoni sadrže različite količine energije koji odgovaraju različitim talasnim dužinama solarnog spektra.PV ćelija je napravljena od poluprovodničkih materijala. Kada fotoni udaraju PV ćeliju, mogu da odražavaju ćeliju, prolaze kroz ćeliju ili se apsorbuju poluprovodnički materijal. Samo apsorbovani fotoni obezbeđuju energiju za generisanje električne energije. Kada poluprovodnički materijal apsorbuje dovoljno sunčeve svetlosti (solarna energija), elektroni se izbacuju iz atoma materijala. Specijalni tretman površine materijala tokom proizvodnje čini prednju površinu ćelije receptivnom za slobodne ili slobodne elektrone tako da se elektroni prirodno migriraju na površinu ćelije.
Protok struje
Kretanje elektrona, od kojih svaka nosi negativan punjač, prema prednjoj površini ćelije stvara neravnotežu električnog naelektrisanja između prednje i zadnje površine ćelije. Ova neravnoteža, zauzvrat, stvara potencijal napona kao negativni i pozitivni terminali baterije. Električni provodnici na ćeliji apsorbuju elektrone. Kada su provodnici povezani u električnom sklopu sa spoljnim opterećenjem, kao što je baterija, struja struje u krugu.
Efikasnost fotonaponskih sistema varira od vrste fotonaponske tehnologije
Efikasnost kojom PV ćelije pretvaraju sunčevu svetlost u električnu energiju varira od vrste poluprovodničkih materijala i PV ćelijske tehnologije. Efikasnost većine komercijalno dostupnih PV modula kreće se od 5% do 15%. Istraživači širom svijeta pokušavaju postići veću efikasnost.Kako funkcionišu fotonaponski sistemi
PV ćelija je osnovni građevinski blok PV sistema. Pojedinačne ćelije mogu se razlikovati u veličini od oko 0,5 inča do oko 4 inča. Međutim, jedna ćelija proizvodi samo 1 ili 2 W, što je dovoljno električne energije za malu upotrebu.PV ćelije su električno povezane u pakiranom, vremenski neoštećenom PV modulu ili panelu. PV moduli se razlikuju po veličini i količini struje koju mogu proizvesti. Kapacitet proizvodnje električne energije PV modula povećava se sa brojem ćelija u modulu ili na površini modula. PV moduli se mogu povezati u grupe kako bi se formirao PV niz. PV niz može biti sastavljen od dva ili stotina PV modula. Broj PV modula povezanih u PV nizu određuje ukupnu količinu električne energije koju array može generirati.
Fotonaponske ćelije generišu električnu struju (DC). Ovo električno napajanje može se koristiti za punjenje baterija koje, zauzvrat, napajaju uređaje koji koriste struju struje. Gotovo sva električna energija se isporučuje kao naizmeničnu struju (AC) u sistemima prenosa i distribucije električne energije. Uređaji nazivi invertori se koriste na PV modulima ili u nizovima za pretvaranje DC struje u električnu struju.
PV ćelije i moduli će proizvesti najveću količinu električne energije kada se direktno suočavaju sa suncem. PV moduli i nizovi mogu da koriste sisteme za praćenje koji pomeraju module da se stalno suočavaju sa Suncem, ali ovi sistemi su skupi. Većina PV sistema imaju modul u fiksnoj poziciji sa modulima koji se suočavaju direktno na jug (na sjevernoj hemisferi - direktno na sjeveru na južnoj hemisferi) i pod uglom koji optimizira fizičke i ekonomske performanse sistema.
Primjena fotonaponskih sistema
Najmanji fotonaponski sistemi kalkulatori i ručni satovi. Veći sistemi mogu obezbediti električnu energiju za pumpanje vode, snabdevanje komunikacijskom opremom, snabdevanje električnom energijom za jedan dom ili posao, ili za formiranje velikih nizova koji snabdijevaju električnu energiju hiljadama potrošača električne energije.Neke prednosti PV sistema su
> PV sistemi mogu snabdijevati električnu energiju na mestima na kojima ne postoje sistemi za distribuciju električne energije (električni vodovi), a oni mogu snabdijevati električnu energiju i električnu mrežu.
> PV nizovi se mogu brzo instalirati i mogu biti sve veličine.
> Uticaj PV sistema na životnu sredinu je minimalan.
