Princípy a komponenty výroby solárnej fotovoltaickej energie

Fotovoltaická energiagenerácie je technológia, ktorá premieňa slnečné svetlo priamo na elektrickú energiu na princípe fotovoltaického efektu.

Fotovoltaický systém pozostáva z nasledujúcich dôležitých komponentov

1. Solárne panely (moduly): Toto je základná časť fotovoltaického systému, zvyčajne zložená z viacerých monomérov solárnych článkov. Monoméry solárnych článkov využívajú fotovoltaický efekt na priamu premenu prijatej energie slnečného svetla na elektrickú energiu.

Kryštalické kremíkové solárne články: Ide o najbežnejší typ solárnych článkov, ktorý pozostáva z kryštalického kremíkového plátku s kovovou mriežkou na hornom povrchu a kovovou vrstvou na spodnom povrchu. Horná časť článku je zvyčajne pokrytá antireflexnou fóliou, aby sa znížila strata odrazu svetla.

2. Invertor: Premieňa jednosmerný prúd (DC) generovaný solárnym panelom na striedavý prúd (AC), pretože domácnosti a priemyselné odvetvia zvyčajne používajú striedavý prúd. Okrem toho je menič zodpovedný aj za synchronizáciu so sieťou, aby sa zabezpečilo, že napätie a fáza budú konzistentné.

3. Riadiaca jednotka: Zodpovedá za riadenie výkonu fotovoltaického systému, zabránenie prebitiu a nadmernému vybitiu batérie a zabezpečenie bezpečnej a stabilnej prevádzky systému.

4. Batéria: Vo fotovoltaickom systéme pripojenom k ​​sieti sa batéria používa na ukladanie prebytočnej elektrickej energie na použitie, keď je solárna energia nedostatočná. Pri absencii pripojenia k sieti sú batérie nevyhnutné, pretože môžu uchovávať elektrickú energiu na použitie v noci alebo počas zamračených dní.

5. Konzolový systém: používa sa na upevnenie solárnych panelov a zabezpečuje, že panely môžu prijímať slnečné svetlo v najlepšom uhle.

Jadro výroby solárnej energie je v skutočnosti veľmi jednoduché, a to premena slnečného žiarenia na elektrickú energiu. Tento proces sa dosahuje prostredníctvom „fotovoltaického efektu“.

Hlavné princípy práce:

1. Absorpcia fotónov: Keď slnečné svetlo dopadá na povrch solárnych článkov (zvyčajne vyrobených z polovodičových materiálov, ako je kremík), polovodičové materiály v článkoch absorbujú fotóny (energetické častice slnečného žiarenia).

2. Generovanie párov elektrón-diera: Absorbovaná energia fotónu spôsobí, že elektróny v polovodičovom materiáli preskočia z valenčného pásma do vodivého pásma, čím sa generujú páry elektrón-diera v batérii. Tieto elektróny a diery sú nosičmi náboja a môžu viesť elektrinu.

3. Vstavané elektrické pole: V solárnych článkoch sa zvyčajne nachádza PN prechod, čo je rozhranie zložené z polovodiča typu P a polovodiča typu N. Na PN prechode vzniká v dôsledku difúzie a rekombinácie elektrónov a dier zabudované elektrické pole.

4. Oddelenie elektrického poľa nosičov náboja: Pôsobením zabudovaného elektrického poľa dôjde k oddeleniu vytvorených párov elektrón-diera. Elektróny budú tlačené do oblasti polovodičov typu N, zatiaľ čo diery budú tlačené do oblasti polovodičov typu P.

5. Vznik rozdielu potenciálov: V dôsledku oddelenia elektrónov a dier sa na oboch stranách batérie vytvorí rozdiel potenciálov, to znamená, že sa vytvorí fotogenerované napätie.

6. Generovanie prúdu: Keď sú dva póly batérie spojené cez vonkajší obvod, elektróny budú prúdiť z polovodiča typu N do polovodiča typu P cez obvod, aby vytvorili prúd.

7. Premena na využiteľnú elektrickú energiu: Elektróny prúdiace cez externé zariadenie môžu napájať záťaž alebo môžu byť uložené v batérii na neskoršie použitie.

Stručne povedané, výroba fotovoltaickej energie je proces premeny slnečného svetla na elektrickú energiu pomocou elektronických vlastností polovodičových materiálov na generovanie rozdielu potenciálov a prúdu pod svetlom, čím sa dosiahne premena energie. Táto technológia nevyžaduje palivo a neprodukuje znečistenie. Je to čistý a obnoviteľný spôsob premeny energie.

Ak máte záujem o solárnu energiu alebo uvažujete o inštalácii solárneho energetického systému, môžete nás kontaktovať.