Solar klarigis fotovoltaiko kaj elektro

Fotovoltaikaj ĉeloj transformas sunlumon en elektron

Fotovoltaeca (PV) ĉelo, ofte nomita sunĉelo, estas nemekanika aparato kiu konvertas sunlumon rekte en elektron. Kelkaj PV-ĉeloj povas konverti artefaritan lumon en elektron.

Fotonoj portas sunenergion

Sunlumo estas kunmetita de fotonoj, aŭ partikloj de suna energio. Tiuj fotonoj enhavas ŝanĝiĝantajn kvantojn de energio kiuj egalrilatas al la malsamaj ondolongoj de la

A

La fluo de elektro

La movado de elektronoj, ĉiu portanta negativan ŝargon, al la antaŭa surfaco de la ĉelo kreas malekvilibron de elektra ŝargo inter la antaŭaj kaj malantaŭaj surfacoj de la ĉelo. Ĉi tiu malekvilibro, siavice, kreas tensiopotencialon kiel la negativaj kaj pozitivaj terminaloj de baterio. Elektraj konduktiloj sur la ĉelo sorbas la elektronojn. Kiam la konduktiloj estas konektitaj en elektra cirkvito al ekstera ŝarĝo, kiel baterio, elektro fluas en la cirkvito.

La efikeco de fotovoltaecaj sistemoj varias laŭ la speco de fotovoltaeca teknologio

La efikeco ĉe kiu PV-ĉeloj transformas sunlumon al elektro varias laŭ la speco de semikonduktaĵmaterialo kaj PV-ĉelteknologio. La efikeco de komerce haveblaj PV-moduloj averaĝis malpli ol 10% en la mez-1980-aj jaroj, pliiĝis al proksimume 15% antaŭ 2015, kaj nun alproksimiĝas al 20% por pintnivelaj moduloj. Eksperimentaj PV-ĉeloj kaj PV-ĉeloj por niĉmerkatoj, kiel ekzemple spacaj satelitoj, atingis preskaŭ 50% efikecon.

Kiel funkcias fotovoltaikaj sistemoj

La PV-ĉelo estas la baza konstrubriketo de PV-sistemo. Individuaj ĉeloj povas varii en grandeco de proksimume 0,5 coloj al proksimume 4 coloj laŭlarĝe. Tamen, unu ĉelo produktas nur 1 aŭ 2 Vatojn, kio estas nur sufiĉe da elektro por malgrandaj uzoj, kiel por funkciigi kalkulilojn aŭ pojnhorloĝojn.

PV-ĉeloj estas elektre konektitaj en pakita, malloza PV-modulo aŭ panelo. PV-moduloj varias en grandeco kaj en la kvanto de elektro kiun ili povas produkti. PV-modulo elektra genera kapacito pliiĝas kun la nombro da ĉeloj en la modulo aŭ en la surfacareo de la modulo. PV-moduloj povas esti konektitaj en grupoj por formi PV-aron. PV-aro povas esti kunmetita de du aŭ centoj da PV-moduloj. La nombro da PV-moduloj ligitaj en PV-aro determinas la totalan kvanton de elektro kiun la aro povas generi.

Fotovoltaecaj ĉeloj generas elektron de rekta kurento (DC). Ĉi tiu DC-elektro povas esti uzata por ŝargi bateriojn kiuj, siavice, nuligas aparatojn, kiuj uzas rektan kurentan elektron. Preskaŭ ĉiu elektro estas liverita kiel alterna kurento (AC) en elektrotranssendo kaj distribusistemoj. Aparatoj vokis

PV-ĉeloj kaj moduloj produktos la plej grandan kvanton da elektro kiam ili rekte frontas la sunon. PV-moduloj kaj tabeloj povas uzi spurajn sistemojn, kiuj movas la modulojn por konstante alfronti la sunon, sed ĉi tiuj sistemoj estas multekostaj. La plej multaj PV-sistemoj havas modulojn en fiksa pozicio kun la moduloj turniĝantaj rekte suden (en la norda hemisferoârekte norde en la suda hemisfero) kaj laŭ angulo kiu optimumigas la fizikan kaj ekonomian efikecon de la sistemo.

Sunaj fotovoltaecaj ĉeloj estas grupigitaj en paneloj (moduloj), kaj paneloj povas esti grupigitaj en arojn de malsamaj grandecoj por produkti malgrandajn ĝis grandajn kvantojn de elektro, kiel ekzemple por funkciigado de akvopumpiloj por brutakvo, por disponigado de elektro por hejmoj, aŭ por servaĵo- skalo elektroproduktado.

Fonto: Nacia Laboratorio pri Renoviĝanta Energio (kopirajto)

Aplikoj de fotovoltaecaj sistemoj

La plej malgrandaj fotovoltaikaj sistemoj elektas kalkulilojn kaj brakhorloĝojn. Pli grandaj sistemoj povas disponigi elektron por pumpi akvon, por funkciigi komunikajn ekipaĵojn, por provizi elektron por ununura hejmo aŭ komerco, aŭ por formi grandajn arojn kiuj liveras elektron al miloj da elektrokonsumantoj.

Iuj avantaĝoj de PV-sistemoj estas

â¢PV-sistemoj povas provizi elektron en lokoj kie elektrodistribuaj sistemoj (elektraj linioj) ne ekzistas, kaj ili ankaŭ povas provizi elektron al
â¢PV-aroj povas esti instalitaj rapide kaj povas esti ajna grandeco.
â¢La mediaj efikoj de PV-sistemoj situantaj sur konstruaĵoj estas minimumaj.

Fonto: Nacia Laboratorio pri Renoviĝanta Energio (kopirajto)

Fonto: Nacia Laboratorio pri Renoviĝanta Energio (kopirajto)

Historio de fotovoltaiko

La unua praktika PV-ĉelo estis evoluigita en 1954 fare de Bell Telephone-esploristoj. Komenciĝante en la malfruaj 1950-aj jaroj, PV-ĉeloj estis uzitaj por funkciigi usonajn kosmosatelitojn. De la malfruaj 1970-aj jaroj, PV-paneloj disponigis elektron en malproksima, aŭ

La U.S. Energy Information Administration (EIA) taksas ke elektro generita ĉe util-skalaj PV-elektrejoj pliiĝis de 76 milionoj da kilovattoj (kWh) en 2008 ĝis 69 miliardoj (kWh) en 2019. Servo-skalaj elektrocentraloj havas almenaŭ 1,000 kilovattojn (aŭ). unu megavato) de elektro-genera kapacito. EIA taksas ke 33 miliardoj da kWh estis generitaj per malgrand-skalaj krad-konektitaj PV-sistemoj en 2019, pli ol 11 miliardoj da kWh en 2014. Malgrand-skalaj PV-sistemoj estas sistemoj kiuj havas malpli ol unu megavaton da elektroproduktadkapacito. La plej multaj situas sur konstruaĵoj kaj foje estas nomitaj