Jak fotovoltaické články přeměňují sluneční světlo na elektřinu?

Solární energie vede zelenou revoluci. Pokud uvažujete o instalaci solárního fotovoltaického (PV) systému u vás doma, nemusíte vědět, jak FV články fungují. Váš solární dodavatel zná podrobnosti a ví, jaké typy panelů použít v dané aplikaci.

Ale FV systémy stojí hodně peněz a zákazníci mají obecně zájem vědět o detailech co nejvíce. Čím více budete rozumět, tím lepší bude váš vlastní rozhodovací proces.

Standardní fotovoltaický článek je tenký polovodičový sendvič se dvěma vrstvami vysoce čistého křemíku. Fotovoltaická pole nejsou nic jiného než obrovské matice vzájemně propojených polovodičových sendvičů. Použitelné fotovoltaické systémy se skládaly z nejrůznějších zařízení, která chrání uživatele před úrazem elektrickým proudem, ukládají elektřinu do bateriových bank a převádějí stejnosměrný proud (DC) na střídavý proud (AC), který lidé používají ve svých domech. Ale jádrem každého systému je jednoduchý proces konverze.

Fotovoltaický článek mění světlo na elektřinu.

Základní buňka má tloušťku přibližně 1/100 palce a má širokou škálu povrchů. Typická životnost je přes 25 let a na místě jsou články, které spolehlivě vyrábějí elektřinu přes 40 let. Tato životnost je nakonec způsobena povlaky a rámovými strukturami, které chrání buňky.

Modul je sestava jednotlivých článků, zapojených do série a paralelního uspořádání navržených tak, aby poskytovaly optimální výkon.

V sériovém zapojení je napětí aditivní, zatímco v paralelním zapojení je proud aditivní.

Typický fotovoltaický článek produkuje přibližně půl voltu elektrického výkonu. Při zapojení 36 FV článků do série je výsledkem 18voltový modul. Modul nebo panel je množství jednotlivých buněk propojených a umístěných do hotového výrobku. Typický FV modul v obytné aplikaci měří přibližně 2,5 stop krát 5 stop, buď v namodralé nebo černé barvě. Rámy jsou buď hliníkové, nebo černé, přičemž poslední jmenovaný je v dnešní době drtivou volbou většiny majitelů domů (prostě vypadají lépe).

Je možné dosáhnout široké škály napěťových a proudových výstupů v závislosti na tom, jak jsou jednotlivé články vzájemně spojeny. Množství energie, kterou může modul vyrobit, je funkcí celkové plochy povrchu a také množství slunečního světla, které modul dopadá.

Typické moduly jsou obdélníkové a jsou dostupné v různých velikostech a konfiguracích. Malé moduly (druh používaný v ručních kalkulačkách) mají výkon nižší než jeden watt, zatímco typický obytný modul produkuje přibližně 200 wattů energie, více či méně.

Moduly se vyznačují:

• Materiál článku nebo typ křemíkového procesu, který se používá

• Zasklívací materiál

• Rám a elektrické připojení

Nejdůležitější vlastností článku je složení křemíkové struktury. Monokrystalické články mohou být odlity do ingotu s více krystaly. Nebo mohou být krystalické materiály také naneseny jako tenký film, který je označován jako amorfní křemík .

Jednotlivé křemíkové destičky používané k výrobě fotovoltaických článků jsou osazeny kovovými kontakty (drátky). Články jsou potaženy antireflexním materiálem, aby se do každé buňky absorbovalo maximum slunečního záření.

Monokrystalické články jsou účinnější než polykrystalické, protože v polykrystalických článcích vytvářejí mezizrnové hranice odpor toku proudu (který spotřebovává energii). Amorfní křemík je mnohem méně nákladný na výrobu, ale jeho účinnost při přeměně slunečního světla na použitelnou elektrickou energii je jen asi z poloviny. V praxi to znamená, že amorfní systém vyžaduje dvojnásobek povrchové plochy pro výstup stejného množství energie. V závislosti na tom, jak velká plocha je k dispozici, to může nebo nemusí být problém. Ve většině obytných aplikací je vhodný střešní prostor omezený, takže účinnost je důležitým faktorem.