Solarna energija predvodi zelenu revoluciju. Ako razmišljate o instaliranju solarnog fotonaponskog (PV) sustava u svoj dom, ne morate znati kako PV ćelije rade. Vaš solarni izvođač zna detalje i zna koje vrste panela koristiti u određenoj primjeni.
Ali fotonaponski sustavi koštaju mnogo novca, a kupci su općenito zainteresirani da znaju što je više moguće o detaljima. Što više razumijete, to će vaš vlastiti proces donošenja odluka biti bolji.
Standardna fotonaponska ćelija je tanki poluvodički sendvič, s dva sloja visoko pročišćenog silicija. Fotonaponski nizovi nisu ništa drugo do goleme matrice međusobno povezanih poluvodičkih sendviča. Upotrebljivi PV sustavi sadržavali su sve vrste opreme koja štiti korisnika od strujnog udara, pohranjuje električnu energiju u baterije i pretvara istosmjernu struju (DC) u izmjeničnu struju (AC), što je ono što ljudi koriste u svojim kućama. Ali u srcu svakog sustava je jednostavan proces pretvorbe.
Fotonaponska ćelija mijenja svjetlost u električnu energiju.
Osnovna ćelija je debela oko 1/100 inča, sa širokim rasponom površina. Uobičajeni životni vijek je preko 25 godina, a postoje ćelije koje su pouzdano proizvodile električnu energiju više od 40 godina. Ova dugovječnost u konačnici je posljedica premaza i okvirnih struktura koje štite stanice.
Modul je sklop pojedinačnih ćelija, povezanih u serijski i paralelni raspored, dizajniran za postizanje optimalnih performansi.
U serijskom spoju napon je aditivni, dok je u paralelnom spoju struja aditivna.
Tipična PV ćelija proizvodi oko pola volta električne energije. Kada je 36 PV ćelija spojeno u seriju, rezultat je 18-voltni modul. Modul ili ploča je niz pojedinačnih ćelija međusobno povezanih i smještenih u gotov proizvod. Tipični PV modul u stambenoj primjeni ima dimenzije oko 2,5 x 5 stopa, bilo plavkasto ili crno. Okviri su ili u boji aluminija ili u crnoj boji, a potonji je neodoljiv izbor većine vlasnika kuća ovih dana (samo izgledaju bolje).
Moguće je postići širok raspon izlaznih napona i struje, ovisno o tome kako su pojedine ćelije povezane zajedno. Količina energije koju modul može proizvesti je funkcija ukupne površine, kao i količine sunčeve svjetlosti koja pada na modul.
Tipični moduli su pravokutni i dostupni su u različitim veličinama i konfiguracijama. Mali moduli (vrsta koja se koristi u ručnim kalkulatorima) daju manje od jednog vata snage, dok tipični stambeni modul proizvodi oko 200 vata, više ili manje.
Module karakteriziraju:
Najvažnija značajka stanice je sastav silicijeve strukture. Pojedinačne kristalne stanice mogu se izliti u ingot od više kristala. Ili se kristalni materijali također mogu taložiti kao tanki film, koji se naziva amorfni silicij .
Pojedinačne silikonske pločice koje se koriste za proizvodnju PV ćelija ugrađene su s metalnim kontaktima (žicama). Stanice su obložene antirefleksnim materijalom tako da se maksimalna količina sunčeve svjetlosti apsorbira u svaku stanicu.
Jednokristalne stanice su učinkovitije od polikristalnih jer u polikristalnim stanicama granice među zrnama uvode otpor strujanju (koji troši energiju). Amorfni silicij je mnogo jeftiniji za proizvodnju, ali je samo upola učinkovitiji u pretvaranju sunčeve svjetlosti u upotrebljivu električnu energiju. U praktičnom smislu, to znači da amorfni sustav zahtijeva dvostruko veću površinu za proizvodnju iste količine energije. Ovisno o tome kolika je površina dostupna, to može, ali i ne mora biti problem. U većini stambenih primjena, odgovarajući krovni prostor je ograničen, pa je učinkovitost važan čimbenik.