Solar selitti aurinkosähkön ja sähkön

Aurinkosähkökennot muuttavat auringonvalon sähköksi

Aurinkosähkökenno (PV), jota yleisesti kutsutaan aurinkokennoksi, on ei-mekaaninen laite, joka muuntaa auringonvalon suoraan sähköksi. Jotkut aurinkokennot voivat muuntaa keinovalon sähköksi.

Fotonit kuljettavat aurinkoenergiaa

Auringonvalo koostuu fotoneista tai aurinkoenergian hiukkasista. Nämä fotonit sisältävät vaihtelevia määriä energiaa, jotka vastaavat eri aallonpituuksia

A

Sähkön virtaus

Negatiivista varausta kantavien elektronien liike solun etupintaa kohti aiheuttaa sähkövarauksen epätasapainon solun etu- ja takapinnan välillä. Tämä epätasapaino puolestaan ​​​​luo jännitepotentiaalin, kuten akun negatiiviset ja positiiviset navat. Kennon sähköjohtimet absorboivat elektroneja. Kun johtimet on kytketty sähköpiirissä ulkoiseen kuormaan, kuten akkuun, virta virtaa piirissä.

Aurinkosähköjärjestelmien tehokkuus vaihtelee aurinkosähkötekniikan tyypin mukaan

Tehokkuus, jolla aurinkokennot muuttavat auringonvalon sähköksi, vaihtelee puolijohdemateriaalin tyypin ja aurinkokennotekniikan mukaan. Kaupallisesti saatavien aurinkosähkömoduulien tehokkuus oli keskimäärin alle 10 % 1980-luvun puolivälissä, se nousi noin 15 prosenttiin vuoteen 2015 mennessä ja on nyt lähestymässä 20 % huippuluokan moduuleissa. Kokeellisilla aurinkokennoilla ja markkinaraon PV-kennoilla, kuten avaruussatelliiteilla, on saavutettu lähes 50 % hyötysuhde.

Kuinka aurinkosähköjärjestelmät toimivat

PV-kenno on aurinkosähköjärjestelmän perusrakennuspalikka. Yksittäisten solujen koko voi vaihdella noin 0,5 tuumasta noin 4 tuumaan. Yksi kenno tuottaa kuitenkin vain 1 tai 2 wattia, mikä riittää vain pieniin käyttötarkoituksiin, kuten laskimien tai rannekellojen virtalähteeseen.

PV-kennot on kytketty sähköisesti pakattuun, säätiiviiseen PV-moduuliin tai -paneeliin. PV-moduulit vaihtelevat kooltaan ja niiden tuottaman sähkön määrältä. PV-moduulin sähköntuotantokapasiteetti kasvaa moduulin kennojen lukumäärän tai moduulin pinta-alan mukaan. PV-moduulit voidaan yhdistää ryhmiin PV-ryhmän muodostamiseksi. PV-ryhmä voi koostua kahdesta tai sadasta PV-moduulista. PV-moduuliin kytkettyjen aurinkosähkömoduulien määrä määrittää kokonaissähkön määrän, jonka ryhmä voi tuottaa.

Aurinkosähkökennot tuottavat tasavirtasähköä (DC). Tällä tasavirtasähköllä voidaan ladata akkuja, jotka puolestaan ​​​​voimaavat tasavirtasähköä käyttäviä laitteita. Lähes kaikki sähkö toimitetaan vaihtovirtana (AC) sähkön siirto- ja jakeluverkoissa. Soitetut laitteet

PV-kennot ja -moduulit tuottavat eniten sähköä, kun ne ovat suoraan aurinkoon päin. PV-moduulit ja ryhmät voivat käyttää seurantajärjestelmiä, jotka siirtävät moduulit jatkuvasti kohti aurinkoa, mutta nämä järjestelmät ovat kalliita. Useimmissa aurinkosähköjärjestelmissä on moduulit kiinteässä asennossa moduulien ollessa suoraan etelään päin (pohjoisella pallonpuoliskolla – eteläisellä pallonpuoliskolla suoraan pohjoiseen) ja kulmassa, joka optimoi järjestelmän fyysisen ja taloudellisen suorituskyvyn.

Aurinkosähkökennot on ryhmitelty paneeleiksi (moduuleiksi), ja paneelit voidaan ryhmitellä erikokoisiin ryhmiin tuottamaan pieniä tai suuria määriä sähköä, kuten vesipumppujen virtalähteenä karjan vesille, sähkön tuottamiseen koteihin tai sähköntuotantoon. mittakaavassa sähköntuotantoa.

Lähde: National Renewable Energy Laboratory (tekijänoikeuksilla suojattu)

Aurinkosähköjärjestelmien sovellukset

Pienimmät aurinkosähköjärjestelmät teholaskimet ja rannekellot. Suuremmat järjestelmät voivat tuottaa sähköä veden pumppaamiseen, viestintälaitteiden virtalähteeseen, sähkön toimittamiseen yksittäiselle kodille tai yritykselle tai muodostaa suuria ryhmiä, jotka toimittavat sähköä tuhansille sähkön kuluttajille.

Jotkut aurinkosähköjärjestelmien edut ovat

â¢PV-järjestelmät voivat toimittaa sähköä paikkoihin, joissa sähkönjakelujärjestelmiä (voimalinjoja) ei ole, ja ne voivat myös toimittaa sähköä
â¢PV-paneelit voidaan asentaa nopeasti ja ne voivat olla minkä kokoisia tahansa.
â¢Raknuksiin sijoitettujen aurinkosähköjärjestelmien ympäristövaikutukset ovat minimaaliset.

Lähde: National Renewable Energy Laboratory (tekijänoikeuksilla suojattu)

Lähde: National Renewable Energy Laboratory (tekijänoikeuksilla suojattu)

Aurinkosähkön historia

Bell Telephonen tutkijat kehittivät ensimmäisen käytännön PV-kennon vuonna 1954. 1950-luvun lopulta lähtien aurinkokennoja käytettiin Yhdysvaltain avaruussatelliittien virtalähteenä. 1970-luvun lopulla aurinkopaneelit toimittivat sähköä kaukosäätimessä

US Energy Information Administration (EIA) arvioi, että sähkön tuotanto laajuisissa aurinkovoimaloissa kasvoi 76 miljoonasta kilowattitunnista (kWh) vuonna 2008 69 miljardiin (kWh) vuonna 2019. Sähkömittakaavaisissa voimalaitoksissa on vähintään 1 000 kilowattia (tai yksi megawatti) sähköntuotantokapasiteettia. YVA arvioi, että pienimuotoiset verkkoon kytketyt aurinkosähköjärjestelmät tuottivat 33 miljardia kWh vuonna 2019, kun se vuonna 2014 oli 11 miljardia kWh. Pienimuotoiset aurinkosähköjärjestelmät ovat järjestelmiä, joiden sähköntuotantokapasiteetti on alle yksi megawatti. Useimmat sijaitsevat rakennuksissa ja niitä kutsutaan joskus