Күн фотоэлектр жана электр энергиясын түшүндүрдү

Фотоэлектрдик клеткалар күндүн нурун электр энергиясына айландырышат

Фотоэлектрдик (PV) клетка, адатта, күн батареясы деп аталат, күн нурун түздөн-түз электр энергиясына айландыруучу механикалык эмес түзүлүш. Кээ бир PV клеткалары жасалма жарыкты электр энергиясына айландыра алат.

Фотондор күн энергиясын алып жүрүшөт

Күн нуру фотондордон, же күн энергиясынын бөлүкчөлөрүнөн турат. Бул фотондор ар кандай толкун узундуктарына туура келген ар кандай көлөмдөгү энергияны камтыйт

А

Электр энергиясынын агымы

Ар бири терс зарядга ээ болгон электрондордун клетканын алдыңкы бетине кыймылы клетканын алдыңкы жана арткы беттеринин ортосунда электрдик заряддын тең салмаксыздыгын жаратат. Бул дисбаланс, өз кезегинде, батареянын терс жана оң терминалдары сыяктуу чыңалуу потенциалын жаратат. Клеткадагы электр өткөргүчтөр электрондорду сиңирип алышат. Өткөргүчтөр электр чынжырында тышкы жүккө, мисалы, батареяга туташтырылганда, чынжырда электр агымы өтөт.

Фотоэлектрдик системалардын эффективдүүлүгү фотоэлектрдик технологиянын түрүнө жараша өзгөрөт

PV клеткалары күндүн нурун электр энергиясына айландырган натыйжалуулугу жарым өткөргүч материалдын түрүнө жана PV клетка технологиясына жараша өзгөрөт. Коммерциялык жеткиликтүү PV модулдарынын эффективдүүлүгү 1980-жылдардын ортосунда орто эсеп менен 10% дан аз болсо, 2015-жылга карата 15% га чейин көбөйдү жана азыркы заманбап модулдар үчүн 20% га жакындап калды. Эксперименталдык PV клеткалары жана космостук спутниктер сыяктуу ниш базарлар үчүн PV клеткалары дээрлик 50% эффективдүүлүккө жетишти.

Фотоэлектрдик системалар кантип иштейт

PV клеткасы PV системасынын негизги курулуш материалы болуп саналат. Жеке клеткалардын өлчөмү болжол менен 0,5 дюймдан 4 дюймга чейин өзгөрүшү мүмкүн. Бирок, бир клетка 1 же 2 Ватт гана өндүрөт, бул кичинекей керектөөлөргө, мисалы, эсептегичтерди же кол сааттарды иштетүү үчүн гана жетиштүү электр энергиясын.

PV клеткалары пакеттелген, аба ырайынын өтпөгөн PV модулунда же панелинде электрдик туташтырылган. PV модулдары көлөмү жана өндүрө ала турган электр энергиясынын көлөмү боюнча айырмаланат. PV модулунун электр энергиясын өндүрүү кубаттуулугу модулдагы же модулдун бетиндеги уячалардын санына жараша көбөйөт. PV модулдарын топторго бириктирип, PV массивди түзсө болот. PV массив эки же жүздөгөн PV модулдарынан турушу мүмкүн. PV массивине туташтырылган PV модулдарынын саны массив өндүрө ала турган электр энергиясынын жалпы көлөмүн аныктайт.

Фотоэлектрдик клеткалар туруктуу токтун (туруктуу) электр энергиясын жаратат. Бул DC электр батарейкаларды заряддоо үчүн колдонулушу мүмкүн, алар өз кезегинде түз токтун электр энергиясын колдонгон түзмөктөрдү кубаттайт. Дээрлик бардык электр энергиясы электр энергиясын берүү жана бөлүштүрүү системаларында өзгөрмө ток (AC) катары берилет. Түзмөктөр чакырылды

PV клеткалары жана модулдары күндү түздөн-түз караган учурда эң көп электр энергиясын өндүрөт. PV модулдары жана массивдери модулдарды тынымсыз күнгө карай жылдырган көзөмөлдөө системаларын колдоно алышат, бирок бул системалар кымбат. Көпчүлүк PV системаларынын модулдары түз түштүккө (түндүк жарым шарда – түштүк жарым шарда түз түндүккө) караган жана системанын физикалык жана экономикалык көрсөткүчтөрүн оптималдаштырган бурчта туруктуу абалда модулдар бар.

Күн фотоэлектрдик элементтери панелдерге (модулдарга) топтоштурулган жана панелдерди аздан чоңго чейин электр энергиясын өндүрүү үчүн, мисалы, малдын суусу үчүн суу насосторун кубаттандыруу үчүн, үйлөрдү электр энергиясы менен камсыз кылуу үчүн же коммуналдык кызматтар үчүн ар кандай өлчөмдөгү массивдерге топтоштурса болот. масштабдуу электр энергиясын өндүрүү.

Булак: Улуттук кайра жаралуучу энергия лабораториясы (автордук укук менен корголгон)

Фотоэлектрдик системалардын колдонулушу

Эң кичинекей фотоэлектрдик системалар электр эсептегичтери жана кол сааттары. Чоң системалар сууну насостоо, байланыш жабдууларын иштетүү, бир үйдү же бизнести электр энергиясы менен камсыздоону же миңдеген электр керектөөчүлөрүн электр энергиясы менен камсыз кылуучу чоң массивдерди түзө алат.

PV системаларынын кээ бир артыкчылыктары бар

â¢PV системалары электр энергиясын бөлүштүрүүчү системалар (электр линиялары) жок жерлерде электр энергиясы менен камсыздай алат, ошондой эле электр энергиясы менен
â¢PV массивдери тез орнотулушу мүмкүн жана ар кандай өлчөмдө болушу мүмкүн.
â¢Имараттарда жайгашкан PV системаларынын экологиялык таасири минималдуу.

Булак: Улуттук кайра жаралуучу энергия лабораториясы (автордук укук менен корголгон)

Булак: Улуттук кайра жаралуучу энергия лабораториясы (автордук укук менен корголгон)

Фотоэлектриктердин тарыхы

Биринчи практикалык PV клетка 1954-жылы Bell Telephone изилдөөчүлөрү тарабынан иштелип чыккан. 1950-жылдардын аягында PV клеткалары АКШнын космостук спутниктерин кубаттоо үчүн колдонула баштаган. 1970-жылдардын аягында, PV панелдер алыскы, же электр менен камсыз болгон

АКШнын энергетикалык маалымат башкармалыгы (EIA) коммуналдык масштабдагы PV электр станцияларында өндүрүлгөн электр энергиясы 2008-жылдагы 76 миллион киловатт сааттан (кВт саат) 2019-жылы 69 миллиард киловатт саатка (кВт саат) көбөйгөнүн эсептейт. Коммуналдык масштабдагы электр станцияларында кеминде 1000 киловатт (же бир мегаватт) электр энергиясын иштеп чыгуучу кубаттуулукту. EIA 2019-жылы 33 миллиард кВт/саат электр тармагына туташкан чакан масштабдуу PV системалары тарабынан өндүрүлгөн деп эсептейт. Көпчүлүгү имараттарда жайгашкан жана кээде деп аталат