Принципи и компоненти на слънчевото фотоволтаично производство на енергия

Фотоволтаична мощностгенерация е технология, която преобразува слънчевата светлина директно в електрическа енергия на принципа на фотоволтаичния ефект.

Фотоволтаичната система се състои от следните важни компоненти

1. Слънчеви панели (модули): Това е основната част на фотоволтаичната система, обикновено съставена от множество мономери на слънчеви клетки. Мономерите на слънчевите клетки използват фотоволтаичния ефект за директно преобразуване на получената слънчева енергия в електрическа енергия.

Кристални силициеви слънчеви клетки: Това е най-често срещаният тип слънчеви клетки, състоящи се от кристална силициева пластина с метални решетки на горната повърхност и метален слой на долната повърхност. Горната част на клетката обикновено е покрита с антирефлексен филм, за да се намали загубата на светлина при отражение.

2. Инвертор: Преобразува постоянния ток (DC), генериран от слънчевия панел, в променлив ток (AC), тъй като домовете и промишлеността обикновено използват променлив ток. В допълнение, инверторът е отговорен и за синхронизирането с електрическата мрежа, за да се гарантира, че напрежението и фазата са последователни.

3. Контролер: Отговаря за управлението на изходната мощност на фотоволтаичната система, предотвратявайки презареждането и прекомерното разреждане на батерията и осигурявайки безопасна и стабилна работа на системата.

4. Батериен пакет: В свързана към мрежата фотоволтаична система, батерийният пакет се използва за съхраняване на излишната електрическа енергия за използване, когато слънчевата енергия е недостатъчна. При липса на връзка към мрежата са необходими батерии, тъй като те могат да съхраняват електричество за използване през нощта или в облачни дни.

5. Система от скоби: използва се за фиксиране на слънчеви панели и гарантира, че панелите могат да получават слънчева светлина под най-добрия ъгъл.

Ядрото на производството на слънчева енергия всъщност е много просто, а именно преобразуването на слънчевата светлина в електрическа енергия. Този процес се постига чрез "фотоволтаичния ефект".

Основни принципи на работа:

1. Поглъщане на фотони: Когато слънчевата светлина свети върху повърхността на слънчевите клетки (обикновено направени от полупроводникови материали като силиций), полупроводниковите материали в клетките абсорбират фотони (енергийни частици в слънчевата светлина).

2. Генериране на двойки електрон-дупка: Погълнатата фотонна енергия кара електроните в полупроводниковия материал да прескачат от валентната лента към зоната на проводимост, като по този начин генерират двойки електрон-дупка в батерията. Тези електрони и дупки са носители на заряд и могат да провеждат електричество.

3. Вградено електрическо поле: В слънчевите клетки обикновено има PN преход, който е интерфейс, съставен от полупроводник от P-тип и полупроводник от N-тип. В PN прехода се образува вградено електрическо поле поради дифузията и рекомбинацията на електрони и дупки.

4. Разделяне на носители на заряд чрез електрическо поле: Под действието на вграденото електрическо поле, генерираните двойки електрон-дупка ще бъдат разделени. Електроните ще бъдат изтласкани към N-тип полупроводникова област, докато дупките ще бъдат изтласкани към P-тип полупроводникова област.

5. Образуване на потенциална разлика: Поради разделянето на електрони и дупки се образува потенциална разлика от двете страни на батерията, тоест генерира се фотогенерирано напрежение.

6. Генериране на ток: Когато двата полюса на батерията са свързани чрез външна верига, електроните ще текат от полупроводника от тип N към полупроводника от тип P през веригата, за да образуват ток.

7. Преобразуване в използваема електрическа енергия: Електроните, протичащи през външната част, могат да захранват товара или да се съхраняват в батерията за по-късна употреба.

Накратко, фотоволтаичното генериране на енергия е процесът на преобразуване на слънчевата светлина в електрическа енергия, като се използват електронните свойства на полупроводниковите материали за генериране на потенциална разлика и ток под светлина, като по този начин се постига преобразуване на енергия. Тази технология не изисква гориво и не произвежда замърсяване. Това е чист и възобновяем начин за преобразуване на енергия.

Ако се интересувате от слънчева енергия или обмисляте инсталиране на соларна система, можете да се свържете с нас.