Как работает фотоэлектрическая технология
Что такое фотоэлектрическая технология?
Фотоэлектрическая (PV) технология позволяет преобразовывать солнечный свет в полезную электрическую энергию с помощью полупроводниковых устройств. Базовая единица a PV systemis Солнечный элемент, который обычно компактен по размеру и генерирует около 1 - 2 Вт электроэнергии в стандартных условиях. Эти ячейки изготавливаются с использованием различных полупроводниковых материалов и чрезвычайно тонкие, часто размером меньше толщины нескольких человеческих волосков. Для обеспечения долгосрочной работы на открытом воздухе фотоэлементы заключены между прочными защитными слоями, такими как стекло или пластик, обеспечивая устойчивость к погодным и экологическим условиям.
Для достижения более высокой мощности производства электроэнергии несколько фотоэлектрических элементов соединены между собой и собираются в более крупные блоки, известные как солнечные модули или панели. Отдельные модули могут работать независимо, в то время как несколько модулей могут быть объединены в массивы для увеличения общей производительности. Эти массивы затем интегрируются с другими электрическими компонентами и подключаются к электрической сети, образуя полную фотоэлектрическую систему. Благодаря гибкой и масштабируемой конструкции фотоэлектрические системы могут быть настроены для широкого спектра применений, от небольших жилых установок до крупномасштабных коммерческих и коммунальных проектов.
PV ячейки, панели и массивы
A фотоэлектрические (PV) ячейки Он является основным компонентом солнечной энергетической системы. Отдельные фотоэлектрические элементы, как правило, небольшие по размеру, обычно колеблющиеся от примерно 0,5 дюйма до 4 дюймов в диаметре или ширине. Из-за их ограниченной выходной мощности один фотоэлектрический элемент обычно генерирует только около 1 - 2 Вт электроэнергии, что достаточно для маломощных приложений, таких как калькуляторы, часы и другие небольшие электронные устройства.
Чтобы увеличить производство энергии, несколько фотоэлектрических элементов электрически соединены и собираются в герметичный, устойчивый к атмосферным воздействиям блок, известный как фотоэлектрическая панель или солнечный модуль. Мощность производства электроэнергии фотоэлектрической панели зависит от таких факторов, как количество ячеек, интегрированных в панель, и общая площадь поверхности. Объединяя несколько солнечных панелей вместе, можно создать более крупные фотоэлектрические батареи для обеспечения более высокой выработки электроэнергии. В зависимости от применения, фотоэлектрические батареи могут содержать только несколько панелей для небольших систем или сотни панелей для крупных коммерческих и коммунальных солнечных проектов.
PV элементы естественным образом генерируют электричество постоянного тока (DC). В то время как питание постоянного тока может быть непосредственно использовано в определенных приложениях или храниться в батареях, большинство жилых, коммерческих и сетевых электрических систем работают с использованием переменного тока (AC). Таким образом, солнечные инверторы используются в PV системах для преобразования электроэнергии постоянного тока, вырабатываемой солнечные панели в переменное электричество, подходящее для бытовых приборов и подключения к сети.
Выработка электроэнергии фотоэлектрических панелей является самой высокой, когда они получают прямой солнечный свет. Чтобы максимизировать солнечное воздействие, некоторые системы используют технологию солнечного слежения, которая автоматически регулирует углы панелей в соответствии с положением солнца. Тем не менее, системы отслеживания могут увеличить сложность установки и стоимость. Для большинства фотоэлектрических установок панели устанавливаются в фиксированной ориентации, предназначенной для достижения наилучшего баланса между производством энергии, эффективностью системы и экономическими показателями. В целом, солнечные панели обращены на юг в Северном полушарии и на север в Южном полушарии, с углом наклона оптимизированным в соответствии с местным климатом и географическими условиями.
