Πώς τα φωτοβολταϊκά κύτταρα μετατρέπουν το ηλιακό φως σε ηλεκτρική ενέργεια;

Η ηλιακή ενέργεια οδηγεί την πράσινη επανάσταση. Εάν σκέφτεστε να εγκαταστήσετε ένα ηλιακό φωτοβολταϊκό (PV) σύστημα στο σπίτι σας, δεν χρειάζεται να γνωρίζετε πώς λειτουργούν τα φωτοβολταϊκά κύτταρα. Ο εργολάβος ηλιακής ενέργειας σας γνωρίζει τις λεπτομέρειες και γνωρίζει ποιους τύπους πάνελ να χρησιμοποιήσει σε μια δεδομένη εφαρμογή.

Όμως τα φωτοβολταϊκά συστήματα κοστίζουν πολλά χρήματα και οι πελάτες γενικά ενδιαφέρονται να γνωρίζουν όσο το δυνατόν περισσότερα για τις λεπτομέρειες. Όσο περισσότερο καταλαβαίνετε, τόσο καλύτερη θα είναι η δική σας διαδικασία λήψης αποφάσεων.

Ένα τυπικό φωτοβολταϊκό στοιχείο είναι ένα λεπτό σάντουιτς ημιαγωγών, με δύο στρώματα πυριτίου υψηλής καθαρότητας. Οι φωτοβολταϊκές συστοιχίες δεν είναι τίποτα άλλο από τεράστιες μήτρες διασυνδεδεμένων σάντουιτς ημιαγωγών. Τα χρησιμοποιήσιμα φωτοβολταϊκά συστήματα αποτελούνται από όλα τα είδη εξοπλισμού που προστατεύουν τον χρήστη από ηλεκτροπληξία, αποθηκεύουν την ηλεκτρική ενέργεια σε συστοιχίες μπαταριών και μετατρέπουν το συνεχές ρεύμα (DC) σε εναλλασσόμενο ρεύμα (AC), το οποίο χρησιμοποιούν οι άνθρωποι στα σπίτια τους. Αλλά στην καρδιά κάθε συστήματος βρίσκεται μια απλή διαδικασία μετατροπής.

Πώς τα φωτοβολταϊκά κύτταρα μετατρέπουν το ηλιακό φως σε ηλεκτρική ενέργεια;

Ένα φωτοβολταϊκό στοιχείο μετατρέπει το φως σε ηλεκτρισμό.

Ένα βασικό κελί έχει πάχος περίπου 1/100 της ίντσας, με μεγάλο εύρος επιφανειών. Μια τυπική διάρκεια ζωής είναι πάνω από 25 χρόνια και υπάρχουν κυψέλες που παράγουν ηλεκτρική ενέργεια με αξιοπιστία για περισσότερα από 40 χρόνια. Αυτή η μακροζωία οφείλεται τελικά στις επικαλύψεις και τις δομές πλαισίου που προστατεύουν τα κύτταρα.

Μια μονάδα είναι ένα συγκρότημα μεμονωμένων κυψελών, συνδεδεμένων σε σειρά και παράλληλων διατάξεων που έχουν σχεδιαστεί για να αποδίδουν τη βέλτιστη απόδοση.

Πώς τα φωτοβολταϊκά κύτταρα μετατρέπουν το ηλιακό φως σε ηλεκτρική ενέργεια;

Σε μια σύνδεση σειράς, η τάση είναι προσθετική, ενώ σε μια παράλληλη σύνδεση, το ρεύμα είναι προσθετικό.

Ένα τυπικό Φ/Β στοιχείο παράγει περίπου μισό βολτ ηλεκτρικής εξόδου. Όταν 36 φωτοβολταϊκά στοιχεία συνδέονται σε σειρά, το αποτέλεσμα είναι μια μονάδα 18 volt. Μια μονάδα ή πίνακας είναι ένας αριθμός μεμονωμένων κυψελών που διασυνδέονται και στεγάζονται σε ένα τελικό προϊόν. Μια τυπική φωτοβολταϊκή μονάδα σε μια οικιακή εφαρμογή έχει διαστάσεις περίπου 2,5 πόδια επί 5 πόδια, είτε σε μπλε είτε σε μαύρο χρώμα. Τα κουφώματα είναι είτε σε χρώμα αλουμινίου είτε μαύρα, με το τελευταίο να είναι η συντριπτική επιλογή των περισσότερων ιδιοκτητών σπιτιού στις μέρες μας (απλώς φαίνονται καλύτερα).

Είναι δυνατό να επιτευχθεί ένα ευρύ φάσμα εξόδων τάσης και ρεύματος, ανάλογα με τον τρόπο σύνδεσης των μεμονωμένων κυψελών. Η ποσότητα ισχύος που μπορεί να παράγει μια μονάδα είναι συνάρτηση της συνολικής επιφάνειας, καθώς και της ποσότητας του ηλιακού φωτός που χτυπά τη μονάδα.

Οι τυπικές μονάδες είναι ορθογώνιες και διατίθενται σε διάφορα μεγέθη και διαμορφώσεις. Οι μικρές μονάδες (το είδος που χρησιμοποιείται στις αριθμομηχανές χειρός) αποδίδουν λιγότερο από ένα βατ ισχύ, ενώ μια τυπική μονάδα κατοικίας παράγει περίπου 200 Watt ισχύ, περισσότερο ή λιγότερο.

Οι ενότητες χαρακτηρίζονται από:

  • Υλικό κυττάρων ή τον τύπο της διεργασίας πυριτίου που χρησιμοποιείται

  • Υλικό υαλοπινάκων

  • Πλαίσιο και ηλεκτρικές συνδέσεις

Το πιο σημαντικό χαρακτηριστικό ενός κυττάρου είναι η σύνθεση της δομής του πυριτίου. Τα μεμονωμένα κρυσταλλικά κύτταρα μπορούν να χυτευτούν σε ένα πλινθίο πολλαπλών κρυστάλλων. Ή τα κρυσταλλικά υλικά μπορεί επίσης να εναποτεθούν ως ένα λεπτό φιλμ, το οποίο αναφέρεται ως άμορφο πυρίτιο .

Οι μεμονωμένες γκοφρέτες πυριτίου που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή φωτοβολταϊκών κυψελών είναι ενσωματωμένες με μεταλλικές επαφές (σύρματα). Τα κύτταρα είναι επικαλυμμένα με ένα αντιανακλαστικό υλικό έτσι ώστε η μέγιστη ποσότητα ηλιακού φωτός να απορροφάται σε κάθε κύτταρο.

Τα μονοκρυσταλλικά κύτταρα είναι πιο αποτελεσματικά από τα πολυκρυσταλλικά επειδή, στα πολυκρυσταλλικά κύτταρα, τα όρια μεταξύ των κόκκων εισάγουν αντίσταση στη ροή ρεύματος (η οποία καταναλώνει ενέργεια). Το άμορφο πυρίτιο είναι πολύ λιγότερο δαπανηρό στην κατασκευή, αλλά είναι μόνο περίπου το μισό πιο αποτελεσματικό στη μετατροπή του ηλιακού φωτός σε χρησιμοποιήσιμη ηλεκτρική ενέργεια. Πρακτικά, αυτό σημαίνει ότι ένα άμορφο σύστημα απαιτεί διπλάσια επιφάνεια για να παράγει την ίδια ποσότητα ισχύος. Ανάλογα με το πόση επιφάνεια είναι διαθέσιμη, αυτό μπορεί να είναι πρόβλημα ή να μην είναι. Στις περισσότερες οικιακές εφαρμογές, ο κατάλληλος χώρος στέγης είναι περιορισμένος, επομένως η απόδοση είναι ένας σημαντικός παράγοντας.


Leave a Comment

Πώς να σχεδιάσετε μια κάτοψη

Πώς να σχεδιάσετε μια κάτοψη

Ανακαλύψτε την <strong>κάτοψη</strong> 4.0: Η πιο ολοκληρωμένη μέθοδος μέτρησης και σχεδίασης χώρων με νέες τεχνολογικές προσεγγίσεις. Μάθετε πώς να δημιουργείτε ακριβή διαγράμματα με εργαλεία επαγγελματικής ακρίβειας.

Παρασιτικά σκουλήκια στα κοτόπουλα

Παρασιτικά σκουλήκια στα κοτόπουλα

Ένας ζωολογικός κήπος με παρασιτικά σκουλήκια μπορεί να βρεθεί σε κοπάδια κοτόπουλου. Τα σκουλήκια βρίσκουν άνετα μέρη για να μείνουν στην καλλιέργεια, στο στομάχι, στο έντερο, στο τυφλό έντερο, στην τραχεία, ακόμα και στα βλέφαρα. Πραγματοποίηση: Εικονογράφηση της Barbara Frake Τα αυγά και τα ανώριμα στάδια πολλών παρασιτικών σκουληκιών μπορούν να ζήσουν έξω από τον ξενιστή του κοτόπουλου για μεγάλο χρονικό διάστημα, πιθανώς αρκετά […]

Πώς να ελέγξετε τα εξωτερικά παράσιτα στις κατσίκες σας

Πώς να ελέγξετε τα εξωτερικά παράσιτα στις κατσίκες σας

Ένας πράσινος τρόπος ζωής που περιλαμβάνει κατσίκες δεν σημαίνει ότι πρέπει να ζείτε με τσιμπούρια, ακάρεα και ψύλλους. Τα εξωτερικά παράσιτα είναι συχνά απλώς ενοχλητικά, αλλά μπορούν να οδηγήσουν σε βακτηριακές λοιμώξεις του δέρματος. Μπορείτε να αποτρέψετε τέτοιες λοιμώξεις με την τακτική περιποίηση, την αποφυγή του υπερπληθυσμού των κατσικιών σας σε εσωτερικούς χώρους και την έγκαιρη αναγνώριση και θεραπεία των προσβολών. Οι ψείρες […]

Η διαδικασία της ελεύθερης βοσκής των κοτόπουλων σας

Η διαδικασία της ελεύθερης βοσκής των κοτόπουλων σας

Τα κοτόπουλα σε φυσικές συνθήκες τροφοδοτούν για τρυφερά νεαρά χυμώδη φυτά. Στην πορεία απολαμβάνουν να βρίσκουν ζωύφια, έντομα, σκουλήκια και προνύμφες. Τα κοτόπουλα τρώνε ένα ευρύ φάσμα τροφών όπως φυτά, φαγώσιμα, ζιζάνια, γρασίδι, μούρα, σπόρους και άλλα. Τα κοτόπουλα μπορούν να είναι ένα φυσικό γρανάζι στον τροχό του οικοσυστήματος του κήπου και του τοπίου σας […]

Τι συμβαίνει σε ένα αυγό κοτόπουλου

Τι συμβαίνει σε ένα αυγό κοτόπουλου

Ένα αυγό κοτόπουλου είναι ένα πλήρες πακέτο διατροφής και προστασίας για το αναπτυσσόμενο εμβρυϊκό νεοσσό. Ο κρόκος, το ασπράδι και το κέλυφος παρέχουν όλα τα θρεπτικά συστατικά που χρειάζεται το έμβρυο για την περίοδο επώασης των 21 ημερών. Το έμβρυο αναπτύσσεται από το ωάριο, μια μικρή λευκή κουκκίδα στην επιφάνεια του κρόκου, η οποία περιέχει τα μισά γονίδια […]

Πώς να αρμέγετε μια κατσίκα με μηχανή

Πώς να αρμέγετε μια κατσίκα με μηχανή

Η εκτροφή κατσικιών για γάλα είναι μέρος ενός πράσινου τρόπου ζωής. Εάν πιστεύετε ότι τα χέρια σας δεν είναι αρκετά δυνατά για να αρμέξουν τις κατσίκες σας, έχετε ένα πρόβλημα όπως ο καρπιαίος σωλήνας ή το άρμεγμα των κατσικιών σας με το χέρι διαρκεί πολύ, σκεφτείτε να προμηθευτείτε μια μηχανή αρμέγματος. Μικρής κλίμακας εκμεταλλεύσεις γαλακτοπαραγωγής κατσικιών χρησιμοποιούν μηχανή γάλακτος με κάδο […]

Πώς να αναγνωρίσετε διαφορετικούς τύπους σωλήνων

Πώς να αναγνωρίσετε διαφορετικούς τύπους σωλήνων

Για να αντιμετωπίσετε ένα έργο υδραυλικών εγκαταστάσεων, πρέπει να ξέρετε πώς να αναγνωρίζετε διαφορετικούς τύπους σωλήνων. Η αναγνώριση των διαφορετικών τύπων σωλήνων μέσα στο σπίτι σας είναι ζωτικής σημασίας για τη γνώση της σωστής τεχνικής επισκευής. Οι πιο συνηθισμένοι σωλήνες που χρησιμοποιούνται σήμερα είναι ο χαλκός, το PVC ή το ABS. Ωστόσο, όταν ασχολείστε με παλαιότερα σπίτια, μπορεί να αντιμετωπίσετε ένα […]

Πώς να ελέγξετε ένα πρόβλημα ακάρεων βαρρόα στην κυψέλη σας

Πώς να ελέγξετε ένα πρόβλημα ακάρεων βαρρόα στην κυψέλη σας

Υπάρχουν διαθέσιμα διάφορα προϊόντα και τεχνικές που βοηθούν στη μείωση ή ακόμη και στην εξάλειψη των πληθυσμών των ακάρεων Varroa. Αυτό το άκαρι, που μοιάζει πολύ με τσιμπούρι, έχει περίπου το μέγεθος μιας κεφαλής καρφίτσας και είναι ορατό με γυμνό μάτι. Το ενήλικο θηλυκό Varroa προσκολλάται σε μια μέλισσα και τρέφεται με το αίμα της (αιμολέμφος […]

Πώς να καλύψετε τρύπες, σκισίματα ή λεκέδες σε κουρτίνες

Πώς να καλύψετε τρύπες, σκισίματα ή λεκέδες σε κουρτίνες

Ακόμα κι αν τις φτιάξετε μόνοι σας, οι κουρτίνες μπορεί να είναι ακριβές. Αν έχετε σκίσιμο, σκίσιμο ή τρύπα στις κουρτίνες που σας αρέσει πολύ, μην απελπίζεστε. Μπορείτε να τα αποθηκεύσετε. Εκμεταλλευτείτε αυτήν την ευκαιρία για να προσθέσετε λίγη διασκέδαση στο παράθυρό σας με πρόσθετο σχέδιο. Πάντα να επιλέγετε τη λεπτομέρεια του σχεδιασμού σας για να ταιριάζει με τη διακόσμησή σας […]

Χόμπι Γεωργία: Γνωρίστε τις εποχές σας ανάπτυξης

Χόμπι Γεωργία: Γνωρίστε τις εποχές σας ανάπτυξης

Το να αποφασίσετε ποιες καλλιέργειες θα φυτέψετε εξαρτάται από το πόσο καλά θα αναπτυχθούν τα πράγματα στη φάρμα σας. Η διάρκεια της καλλιεργητικής περιόδου είναι ζωτικής σημασίας γιατί θέλετε τα φυτά σας να παράγουν καρπούς πριν από τον πρώτο παγετό. Προσδιορίστε τους καλύτερους χρόνους για καλλιέργεια ελέγχοντας το πίσω μέρος των πακέτων σπόρων ή συμβουλευόμενοι το USDA Plant Hardiness […]