Wie funktionieren Solarzellen wandeln Sonnenlicht in Strom?
Solarenergie ist führend bei der grünen Revolution. Wenn Sie erwägen, auf Ihrem Zuhause einen Solar-Photovoltaik (PV) System zu installieren, müssen Sie nicht wissen, wie die PV-Zellen arbeiten. Ihre Solarunternehmer kennt die Details, und sie wissen, welche Arten von Platten in einer bestimmten Anwendung zu verwenden.
Aber PV-Systeme kosten viel Geld, und die Kunden sind in der Regel daran interessiert, so viel wie möglich über die Details zu erfahren. Je mehr Sie verstehen, desto besser sind Ihre eigenen Entscheidungsprozess sein wird.
Ein Standard-PV-Zelle ist eine dünne Halbleiter Sandwich, mit zwei Schichten aus hochreinem Silizium. Photovoltaik-Arrays sind nichts anderes als riesige Matrizen von miteinander verbundenen Halbleiter Sandwiches. Nutzbare PV-Anlagen, alle Arten von Geräten bestehen, die den Benutzer vor Stromschlag schützt, speichert den Strom in der Batterie Banken und wandelt den Gleichstrom (DC) in Wechselstrom (AC) im Wechsel, das ist, was die Menschen in ihren Häusern verwenden. Aber im Herzen eines jeden Systems ist ein einfacher Umwandlungsprozess.
Eine Basiszelle ist etwa 1 / 100stel eines Zolls dick, mit einer Vielzahl von Oberflächenbereichen. Eine typische Lebensdauer beträgt mehr als 25 Jahren, und es gibt Zellen in Ort, der Strom für mehr als 40 Jahren zuverlässig produziert haben. Diese Langlebigkeit ist letztlich aufgrund der Beschichtungen und Rahmenstrukturen, die die Zellen schützen.
Ein Modul ist eine Anordnung von einzelnen Zellen, die in Reihe geschaltet und parallel Anordnungen entwickelt, um optimale Leistung zu ergeben.
Eine typische PV-Zelle produziert etwa ein halbes Volt elektrischer Leistung. Wenn 36 PV-Zellen in Reihe geschaltet sind, ist das Ergebnis eine 18-Volt-Modul. Ein Modul oder Panel ist eine Anzahl von einzelnen Zellen in ein Endprodukt verbunden und untergebracht. Ein typisches PV-Modul in einem Wohn Anwendung Maßnahmen rund 2,5 Meter von 5 Fuß, in entweder bläulich oder schwarz. Frames sind entweder aluminiumfarben oder schwarz, wobei letztere die überwältigende Wahl der meisten Hausbesitzer sind in diesen Tagen (sie nur besser aussehen).
Es ist möglich, einen weiten Bereich von Spannungs- und Stromausgänge zu erreichen, je nachdem, wie die einzelnen Zellen miteinander verbunden sind. Die Leistungsmenge ein Modul erzeugen können, ist eine Funktion der Gesamtoberfläche, sowie die Menge an Sonnenlicht, das das Modul trifft.
Typische Module sind rechteckig und sind in einer Vielzahl von Größen und Konfigurationen erhältlich. Kleine Module (die Art, die in Handtaschenrechner) Ausgangsleistung weniger als ein einziges Watt Leistung, während ein typisches Wohnmodul produziert rund 200 Watt Leistung, mehr oder weniger.
Module sind gekennzeichnet durch:
Zellmaterial, oder die Art von Siliziumprozess, der verwendet wird
Verglasungsmaterial
Rahmen und elektrische Anschlüsse
Das wichtigste Merkmal einer Zelle ist die Zusammensetzung der Siliziumstruktur. Einzelne kristalline Zellen können zu einem Block von mehreren Kristallen gegossen werden. Oder die kristallinen Materialien können auch als ein dünner Film abgeschieden werden, der als bezeichnet wird amorphem Silizium.
Einzelne Siliziumwafer verwendet PV-Zellen herzustellen sind mit metallischen Kontakten eingebettet (Drähte). Die Zellen werden mit einem Antireflexionsmaterial beschichtet, so dass die maximale Menge an Sonnenlicht in jeder Zelle absorbiert wird.
Einzelkristallinen Zellen sind effizienter als polykristalline, weil in polykristallinen Zellen, interKornGrenzen Widerstand gegen Stromfluss einführen (was Energie verbraucht). Amorphes Silizium ist viel weniger teuer in der Herstellung, aber es ist nur etwa halb so effizient im Sonnenlicht in nutzbare elektrische Energie umzuwandeln. In der Praxis bedeutet dies, dass ein amorphes System zweimal die Fläche erfordert die gleiche Menge an Leistung auszugeben. Je nachdem, wie viel Fläche zur Verfügung steht, kann diese oder können nicht ein Problem sein. In den meisten Anwendungen im Wohnbereich, eignet Dachfläche begrenzt, so Effizienz ist ein wichtiger Faktor.