Solar vysvetlil fotovoltaiku a elektrinu

Fotovoltaické články premieňajú slnečné svetlo na elektrinu

Fotovoltaický (PV) článok, bežne nazývaný solárny článok, je nemechanické zariadenie, ktoré premieňa slnečné svetlo priamo na elektrinu. Niektoré FV články dokážu premieňať umelé svetlo na elektrinu.

Fotóny nesú slnečnú energiu

Slnečné svetlo sa skladá z fotónov alebo častíc slnečnej energie. Tieto fotóny obsahujú rôzne množstvá energie, ktoré zodpovedajú rôznym vlnovým dĺžkam

A

Tok elektriny

Pohyb elektrónov, z ktorých každý nesie záporný náboj, smerom k prednému povrchu článku vytvára nerovnováhu elektrického náboja medzi predným a zadným povrchom článku. Táto nerovnováha zase vytvára napäťový potenciál ako záporné a kladné póly batérie. Elektrické vodiče na článku absorbujú elektróny. Keď sú vodiče pripojené v elektrickom obvode k externej záťaži, ako je batéria, prúdi v obvode elektrina.

Účinnosť fotovoltaických systémov sa líši podľa typu fotovoltaickej technológie

Účinnosť, pri ktorej PV články premieňajú slnečné svetlo na elektrinu, sa líši podľa typu polovodičového materiálu a technológie PV článkov. Účinnosť komerčne dostupných fotovoltaických modulov bola v polovici 80. rokov v priemere menej ako 10 %, do roku 2015 sa zvýšila na približne 15 % av súčasnosti sa približuje k 20 % v prípade najmodernejších modulov. Experimentálne PV články a PV články pre špecializované trhy, ako sú vesmírne satelity, dosiahli takmer 50% účinnosť.

Ako fungujú fotovoltické systémy

FV článok je základným stavebným kameňom FV systému. Jednotlivé bunky môžu mať rôznu veľkosť od približne 0,5 palca do približne 4 palcov naprieč. Jeden článok však produkuje iba 1 alebo 2 watty, čo je dostatok elektriny len na malé použitie, napríklad na napájanie kalkulačiek alebo náramkových hodiniek.

FV články sú elektricky spojené v zabalenom, poveternostne odolnom FV module alebo paneli. FV moduly sa líšia veľkosťou a množstvom elektriny, ktoré dokážu vyrobiť. Kapacita výroby elektriny FV modulu sa zvyšuje s počtom článkov v module alebo na ploche modulu. FV moduly je možné spájať do skupín a vytvárať tak FV pole. FV pole môže byť zložené z dvoch alebo stoviek FV modulov. Počet FV modulov pripojených k FV poli určuje celkové množstvo elektriny, ktoré môže pole vyrobiť.

Fotovoltaické články vyrábajú elektrinu jednosmerný prúd (DC). Táto jednosmerná elektrina sa môže použiť na nabíjanie batérií, ktoré zase napájajú zariadenia využívajúce elektrinu na jednosmerný prúd. Takmer všetka elektrina sa dodáva ako striedavý prúd (AC) v elektrických prenosových a distribučných sústavách. Zariadenia tzv

FV články a moduly vyrobia najväčšie množstvo elektriny, keď sú priamo oproti slnku. FV moduly a polia môžu využívať sledovacie systémy, ktoré pohybujú modulmi tak, aby boli neustále otočené k slnku, ale tieto systémy sú drahé. Väčšina fotovoltických systémov má moduly v pevnej polohe s modulmi smerujúcimi priamo na juh (na severnej pologuli – priamo na sever na južnej pologuli) a pod uhlom, ktorý optimalizuje fyzický a ekonomický výkon systému.

Solárne fotovoltaické články sú zoskupené do panelov (modulov) a panely môžu byť zoskupené do polí rôznych veľkostí na výrobu malých až veľkých množstiev elektriny, ako napríklad na napájanie vodných čerpadiel na vodu pre hospodárske zvieratá, na poskytovanie elektriny pre domácnosti alebo pre verejné služby. výroba elektriny v rozsahu.

Zdroj: National Renewable Energy Laboratory (chránené autorskými právami)

Aplikácie fotovoltických systémov

Najmenšie fotovoltaické systémy napájajú kalkulačky a náramkové hodinky. Väčšie systémy môžu poskytovať elektrinu na čerpanie vody, na napájanie komunikačných zariadení, na dodávku elektriny pre jeden dom alebo firmu alebo na vytváranie veľkých polí, ktoré dodávajú elektrinu tisícom spotrebiteľov elektriny.

Niektoré výhody FV systémov sú

â¢FV systémy môžu dodávať elektrinu na miestach, kde neexistujú elektrické rozvody (elektrické vedenia), a môžu tiež dodávať elektrinu do
â¢FV polia môžu byť inštalované rýchlo a môžu mať akúkoľvek veľkosť.
â¢Vplyv fotovoltaických systémov umiestnených na budovách na životné prostredie je minimálny.

Zdroj: National Renewable Energy Laboratory (chránené autorskými právami)

Zdroj: National Renewable Energy Laboratory (chránené autorskými právami)

História fotovoltaiky

Prvý praktický fotovoltický článok bol vyvinutý v roku 1954 výskumníkmi spoločnosti Bell Telephone. Od konca 50. rokov 20. storočia sa PV články používali na napájanie amerických vesmírnych satelitov. Koncom 70. rokov 20. storočia zabezpečovali FV panely elektrickú energiu vo vzdialených, príp

Americký úrad pre energetické informácie (EIA) odhaduje, že elektrická energia vyrobená vo fotovoltaických elektrárňach vzrástla zo 76 miliónov kilowatthodín (kWh) v roku 2008 na 69 miliárd (kWh) v roku 2019. Elektrárne úžitkového rozsahu majú najmenej 1 000 kilowattov (resp. jeden megawatt) kapacity na výrobu elektriny. EIA odhaduje, že 33 miliárd kWh bolo v roku 2019 vyprodukovaných malými fotovoltaickými systémami pripojenými k sieti, čo je nárast z 11 miliárd kWh v roku 2014. Malé fotovoltaické systémy sú systémy, ktoré majú menej ako jeden megawatt kapacity na výrobu elektriny. Väčšina sa nachádza na budovách a niekedy sú tzv