фотоволтаични системи

Всичко, което трябва да знаете за фотоволтайката Фотоволтаиката или фотоволтаичът наскоро е една от най-динамично развиващите се индустрии, чиито продукти се превръщат в обща част от живота ни. Фотоволтаичът вече не е просто "космическа технология", но бавно се превръща в обща част от живота ни. Затова не е да знаем за нея малко повече. Определение. Фотоволтаиката е технически отдел, който се занимава с процеса на директен трансформация за електричество. Заглавието е създадено чрез присъединяване към две думи - снимка (светлина) и волт (електрическо напрежение). Процесът на преобразуване се извършва във фотоволтаична статия. Как работи фотоволтаичната статия? Фотоволтантска (слънчева) статия е електронен компонент, който генерира електричество, когато е изложен на частици от фотон. Това превръщане се нарича фотоволтаичен ефект, който се появява през 1839 г. френски физик Едмънд Бекерл. До 60-те години на миналия век, фотоволтарните статии намериха първото практическо приложение в сателитните технологии. Фотоволтайската статия е направена от полупроводникови материали, които абсорбират фотоните, излъчвани от слънцето и генерират поток на електрони. Фотос са елементарни частици, които носят слънчева светлина със скорост от 300 000 км в секунда. Когато фотоните се натъкват на полупроводникови материали като силиций, освободете електроните от атомите си и оставете празно пространство зад. Бездомните електрони са случайно движещи се и търсят друга "дупка", която ще запълнят. Въпреки това, електроните трябва да текат в една и съща посока. Това се постига с помощта на два силиций. Силиконовият слой, който е изложен на слънцето, е осеян с фосфорни атоми, които имат един електрон повече от силиций. Другата страна е субсидирани атоми на бор, който има по-малко един електрон. Полученият сандвич е подобен на батерията. Слоят с излишък на електрони става отрицателен терминал (N) и слой, имащ ли дефицит на електроните, е положителен терминал (p). Между тези два слоя се създава електрическо поле. Когато електроните са развълнувани с фотони, те се похвалят с електрическо поле в страната n, докато дупките се преместват встрани. Електроните и дупките се насочват към електрически контакти, донесени в двете страни преди тока във външната верига под формата на електричество. Това произвежда еднопосочен ток. В горната част на клетката се добавя антирефлектно покритие, за да се сведе до минимум загубата на фотони поради отражението на повърхностите. Каква е ефективността на фотоволтаичните статии? Ефективността е съотношението на електроенергията, произведена от клетката до редица получаване на слънчева светлина. За измерване на ефикасността, клетките се комбинират в модули, които са съставени в полетата. Получените панели след това се поставят пред слънчевия симулатор, който имитира идеалните слънчеви условия: 1000 W светлина на метър кубичен при температура на околната среда 25 ° C. Електричеството, произведено от система или пикова производителност, е процент от входящата слънчева енергия. Ако един m2 се генерира от 200 W електричество, 20% са ефективни. Максималната теоретична ефикасност на статията FV е около 33%. В реалния живот на електроенергията, произведена от статия, известна като нейната ефективност, зависи от нейната ефективност, средната годишна слънчева светлина в околността и вида на устройството. Основни видове фотоволтаични изделия Има 3 основни вида фотоволтаични клетки: кристални силициеви клетки, тънкослойни клетки и органични клетки. Техната ефективност на преобразуване непрекъснато се подобрява. Кристални силициеви клетки Силиконът се екстрахира от силициев диоксид. Силиконовите изделия формират повече от 95% от пазара на слънчеви клетки. В търговски приложения тяхната ефикасност е от 16,5% до 22%, в зависимост от използваната технология. Силиконът се променя на голяма монокристална структура в метода за екстракция на стопилка и монокристал се нарича монокристален. Той има лабораторна ефективност до 26.6%. Цената на Силиконовите изделия е паднала през последните години, за да се конкурира с други източници на електроенергия. Тентелен слой клетки Вместо да намаляват силиконовите тромбоцити с размер от около 200 микрона 3, полупроводниковият материал в тънки слоеве удебелен само няколко микрона на субстрат, като например стъкло или пластмаса, могат да бъдат приложени. Обикновено използваните вещества са категорични и селенидни мед и Индия Gália (CIGS), чиято лабораторна ефективност е близо до силиций, 22.1%, съответно 23.3%. Аморфен (некристален силиций може да се използва и за производство на тънкослойни изделия. Тази технология отдавна се използва в малки калкулатори, но е по-малко ефективен от силиций. Органични клетки Органични слънчеви клетки, които използват органични молекули или полимери, а не полупроводникови минерали, започват да се прилагат в търговската мрежа. Статиите продължават да бъдат ниска ефективност на преобразуването и кратък живот, но по отношение на производството са потенциално евтини алтернативни. Перовскиктност. Напоследък вниманието започва да обръща внимание на други технологии, а именно перовскиността. Въпреки че все още е необходимо да се направят много изследвания, така че клетките да могат да бъдат произведени (има проблем е тяхната нестабилност), перовите имат много ползи. В допълнение към това, че са леки и гъвкави, техните материали могат да бъдат смесени с мастило и да прилагат големи повърхности. Освен това те са изключително рентабилни за производството. Технологична конвергенция Учените от цял ​​свят работят за комбиниране на различни фотоволтаични технологии, за да създадат мултистоични статии. Използването на различни материали позволява клетките да постигнат много по-висока ефективност от максималната теоретична граница (33.5%), като същевременно се поддържат производствените разходи. Изследванията се фокусират главно върху тънкослойни силициеви тандемни изделия, които осигуряват теоретична ефективност 43%. Максималната теоретична ефективност на множествените свързващи клетки е по-голяма от 50%.