Solar erkläert Photovoltaik a Stroum

Photovoltaesch Zellen konvertéieren Sonneliicht an Elektrizitéit

Eng Photovoltaik (PV) Zell, allgemeng eng Solarzelle genannt, ass en net-mechanescht Apparat dat Sonneliicht direkt an Elektrizitéit konvertéiert. E puer PV Zellen kënne kënschtlech Liicht an Elektrizitéit ëmsetzen.

Photonen droen Sonnenenergie

Sonneliicht besteet aus Photonen, oder Partikele vun der Sonnenenergie. Dës Photonen enthalen variéierend Energiequantitéiten, déi mat de verschiddene Wellelängten vun der

A

De Stroum vum Stroum

D'Bewegung vun Elektronen, déi all eng negativ Ladung droen, op déi viischt Uewerfläch vun der Zell schaaft en Ungleichgewicht vun der elektrescher Ladung tëscht de Front- a Réckflächen vun der Zell. Dës Ongläichgewiicht erstellt am Tour e Spannungspotenzial wéi déi negativ a positiv Klemme vun enger Batterie. Elektresch Dirigenten op der Zell absorbéieren d'Elektronen. Wann d'Leederen an engem elektresche Circuit mat enger externer Belaaschtung verbonne sinn, wéi eng Batterie, fléisst Elektrizitéit am Circuit.

D'Effizienz vu Photovoltaiksystemer variéiert jee no der Aart vun der Photovoltaiktechnologie

D'Effizienz bei där PV Zellen Sonneliicht an Elektrizitéit konvertéieren variéiert jee no der Aart vum Halbleitermaterial an der PV Zelltechnologie. D'Effizienz vu kommerziell verfügbare PV Moduler war an der Mëtt vun den 1980er Joren duerchschnëttlech manner wéi 10%, erop op ongeféier 15% bis 2015, a kënnt elo op 20% fir modernste Moduler. Experimentell PV Zellen a PV Zellen fir Nischmäert, wéi Raumsatelliten, hu bal 50% Effizienz erreecht.

Wéi Fotovoltaiksystemer funktionnéieren

D'PV Zell ass de Basisbausteen vun engem PV System. Individuell Zellen kënnen an der Gréisst variéieren vun ongeféier 0,5 Zoll bis ongeféier 4 Zoll iwwer. Wéi och ëmmer, eng Zell produzéiert nëmmen 1 oder 2 Watt, wat nëmme genuch Elektrizitéit ass fir kleng Benotzung, wéi zum Beispill fir Rechner oder Armbanduhren z'ënnerstëtzen.

PV Zellen sinn elektresch ugeschloss an engem verpakten, Wetterdichte PV Modul oder Panel. PV Moduler variéieren an der Gréisst an an der Quantitéit un Elektrizitéit déi se produzéieren kënnen. PV Modul Elektrizitéitsgeneratiounskapazitéit erhéicht mat der Zuel vun den Zellen am Modul oder an der Uewerfläch vum Modul. PV Moduler kënnen a Gruppen ugeschloss ginn fir e PV-Array ze bilden. E PV-Array kann aus zwee oder Honnerte vu PV Moduler zesummegesat ginn. D'Zuel vun de PV-Moduler, déi an engem PV-Array verbonne sinn, bestëmmt de Gesamtbetrag vun der Elektrizitéit déi d'Array generéiere kann.

Photovoltaesch Zellen generéieren Direktstroum (DC) Elektrizitéit. Dës DC Elektrizitéit kann benotzt ginn fir Batterien ze laden, déi am Tour Apparater déi direkt Stroum benotzen. Bal all Elektrizitéit gëtt als Ofwiesselungsstroum (AC) a Stroumtransmissiouns- a Verdeelungssystemer geliwwert. Apparater genannt

PV Zellen a Moduler produzéieren de gréisste Betrag u Stroum wa se direkt op d'Sonn sinn. PV Moduler an Arrays kënnen Tracking Systemer benotzen déi d'Moduler beweegen fir dauernd d'Sonn ze konfrontéieren, awer dës Systemer sinn deier. Déi meescht PV Systemer hunn Moduler an enger fixer Positioun mat de Moduler direkt südlech (an der nërdlecher Hemisphär - direkt nërdlech an der Südhallefkugel) an an engem Wénkel deen déi kierperlech a wirtschaftlech Leeschtung vum System optiméiert.

Solar-Photovoltaikzellen ginn a Paneele (Modulen) gruppéiert, a Paneele kënnen an Arrays vu verschiddene Gréisste gruppéiert ginn fir kleng bis grouss Quantitéiten un Elektrizitéit ze produzéieren, wéi zum Beispill fir Waasserpompelen fir Béischtenwaasser z'erhalen, fir Elektrizitéit fir Haiser ze liwweren, oder fir Utility- Skala Elektrizitéit Generatioun.

Quell: National Renewable Energy Laboratory (Copyright)

Uwendungen vu Photovoltaiksystemer

Déi klengst Photovoltaiksystemer Kraaftrechner a Armbanduhren. Méi grouss Systemer kënne Stroum ubidden fir Waasser ze pumpen, fir Kommunikatiounsausrüstung z'entwéckelen, Stroum fir en eenzegt Heem oder Geschäft ze liwweren, oder grouss Arrays ze bilden déi Stroum un Dausende vu Stroumverbraucher liwweren.

E puer Virdeeler vu PV Systemer sinn

⢠PV Systemer kënnen Stroum liwweren op Plazen wou Stroumverdeelungssystemer (Kraaftleitungen) net existéieren, a si kënnen och Stroum un eng
â¢PV-Arrays kënne séier installéiert ginn a kënnen all Gréisst sinn.
â¢D'Ëmwelteffekter vu PV Systemer op Gebaier sinn minimal.

Quell: National Renewable Energy Laboratory (Copyright)

Quell: National Renewable Energy Laboratory (Copyright)

Geschicht vun photovoltaics

Déi éischt praktesch PV Zell gouf am Joer 1954 vu Bell Telefon Fuerscher entwéckelt. Vun de spéiden 1950er Joren un, goufen PV Zellen benotzt fir US Weltraumsatellitten ze stéieren. Vun de spéiden 1970er hunn PV Panneauen Elektrizitéit a Fernseh geliwwert, oder

D'U. ee Megawatt) vun der Stroumproduktiounskapazitéit. EIA schätzt datt 33 Milliarden kWh vu klengen Netzverbonne PV Systemer am Joer 2019 generéiert goufen, erop vun 11 Milliarden kWh am Joer 2014. Klengskala PV Systemer si Systemer déi manner wéi ee Megawatt Stroumproduktiounskapazitéit hunn. Meescht sinn op Gebaier etabléiert an heiansdo genannt