Fotonaponski sistemi

Sve bi trebalo znati o Photovoltaikeu Fotovoltaika ili fotonaponska nedavno je bila jedna od najdinamičnije razvijajuća industrija čiji proizvodi postaju zajednički dio našeg života. Fotonaponski nije više samo "kosmička tehnologija", ali polako postaje zajednički dio našeg života. Stoga ne treba znati o njoj još malo. Definicija. Fotovoltaika je tehničko odjeljenje koje se bavi postupkom izravne transformacije električne energije. Naslov je stvoren pridruživanjem dvije riječi - foto (lampica) i volt (električna napona). Proces pretvorbe odvija se u fotonapojskom članku. Kako funkcionira fotonaponski članak? Fotovoltički (solarni) članak je elektronska komponenta koja stvara električnu energiju kada je izložena fotonskim česticama. Ova se pretvorba naziva fotonaponski učinak koji se pojavio 1839. francuski fizičar Edmond Becquerel. Do 1960-ih, fotovoltalni članci pronašli su prvu praktičnu primjenu u satelitskoj tehnologiji. Fotonaponski članak izrađen je od poluvodičkih materijala koji apsorbiraju fotone koje su iznijele sunce i stvaraju elektrone protoka. Fotos su elementarne čestice koje nose sunčevu svjetlost brzinom od 300.000 KM u sekundi. Kada fotoni nađu na poluvodički materijal kao što su silikon, otpustite elektrone iz svojih atoma i ostavite prazan prostor iza sebe. Zalutali elektroni nasumično se kreću i traže drugu "rupu" koju bi ispunili. Međutim, elektroni moraju teći u istom smjeru. To se postiže pomoću dvije silikonske vrste. Silicijumski sloj koji je izložen suncu isprekidano je fosfornim atomima koji imaju jedan elektron više od silicijuma. Druga strana subvencionirani atomi bora koji ima jedan elektron manje. Rezultirajući sendvič sličan je bateriji. Sloj koji ima višak elektrona postaje negativan terminal (n) i sloj koji ima deficitaciju elektrona pozitivan je terminal (P). Električno polje je stvoreno između ova dva sloja. Kada su elektroni uzbuđeni fotonima, pošteđeni su električnim poljem na stranu n, dok su rupe premještene na stranu str. Elektroni i rupe preusmjereni su u električne kontakte dovedene u obje strane prije trenutne u vanjskom krugu u obliku električne energije. Ovo proizvodi jednosmjerne struje. Na vrhu ćelije dodaje se anti-refleksni premaz kako bi se smanjio gubitak fotona zbog odbijanja površina. Kakva je efikasnost fotonaponskih članaka? Učinkovitost je omjer električne energije proizvedene ćelijom na niz sunčeve svjetlosti. Za mjerenje efikasnosti, ćelije se kombiniraju u module koji su sastavljeni na polja. Rezultirajuće ploče se zatim postavljaju ispred solarnog simulatora koji oponaša idealne sunčane uvjete: 1000 W svijetlo po metru kubično na temperaturi okoline 25 ° C. Struja proizvedena sustavom ili vrhom izvedbe predstavlja procenat dolazne solarne energije. Ako je jedan M2 generiran za 200 W električne energije, 20% je efikasno. Maksimalna teorijska efikasnost FV-a iznosi oko 33%. U stvarnom životu iznosi električne energije proizvedene članom, poznatim kao njen učinak, ovisi o svojoj učinkovitosti, prosječnom godišnjem suncu u blizini i vrsti uređaja. Osnovne vrste fotonaponskih članaka Postoje 3 osnovne vrste fotonaponskih ćelija: kristalne silikonske ćelije, tankoslojne ćelije i organske ćelije. Njihova efikasnost pretvorbe se neprestano poboljšava. Kristaline silicijumske ćelije Silicijum se izvlači iz silikonskog dioksida. Silicon Članci se formiraju više od 95% tržišta solarnog ćelija. U komercijalnim aplikacijama njihova je efikasnost iz 16,5% na 22%, ovisno o korištenoj tehnologiji. Silicijum se mijenja u veliku monokristalnu strukturu u metodi ekstrakcije topline i monokristal se zove monokristal. Ima laboratorijsku efikasnost do 26,6%. Cijena silicijuma je posljednjih godina pala posljednjih godina kako bi se takmiče sa ostalim izvorima električne energije. TENCIN-slojne ćelije Umjesto rezanja silikonskih trombocita veličine oko 200 mikrona 3, poluvodički materijal u tankim slojevima zadebljavao je samo nekoliko mikrona na supstratu kao što su staklo ili plastično. Najčešće korištene supstance su katade i selenide bakra i indijska Gália (Cigs) čija je laboratorijska efikasnost blizu silikona, 22,1%, odnosno 23,3%. Amorfni (nekristalni silicijum takođe se može koristiti za proizvodnju tankoslojnih proizvoda. Ova tehnologija dugo se koristi u malim kalkulatorima, ali je manje efikasan od silikona. Organske ćelije Organske solarne ćelije koje koriste organske molekule ili polimere, a ne poluvodičke minerale počinju se komercijalno primjenjivati. Članci i dalje nisu niska efikasnost pretvorbe i kratkog života, ali u pogledu proizvodnje potencijalno su niti suvišni alternativni. Perovskaznost Nedavno, pažnja počinje skrenuti pažnju na drugu tehnologiju, naime perovskuća. Iako je još uvijek potrebno napraviti puno istraživanja tako da se ćelije mogu proizvesti (postoji problem njihova nestabilnost), Perovske imaju puno koristi. Pored toga što je svetlo i fleksibilan, njihovi se materijali mogu pomiješati sa mastilom i nanijeti velike površine. Pored toga, izuzetno su isplativi za proizvodnju. Tehnološka konvergencija Naučnici iz cijelog svijeta rade na kombinaciji različitih fotonaponskih tehnologija kako bi se stvorili multi-poslovni članci. Upotreba različitih materijala omogućava ćelijama da postignu mnogo veću efikasnost od maksimalne teorijske granice (33,5%), uz održavanje troškova proizvodnje pod kontrolom. Istraživanje se uglavnom fokusira na tankoslojni silicijumske tandem članke koji pružaju teorijsku efikasnost 43%. Maksimalna teorijska učinkovitost višestrukih priključnih ćelija veća je od 50%.