Solar forklarede solceller og elektricitet

Fotovoltaiske celler omdanner sollys til elektricitet

En fotovoltaisk (PV) celle, almindeligvis kaldet en solcelle, er en ikke-mekanisk enhed, der omdanner sollys direkte til elektricitet. Nogle PV-celler kan omdanne kunstigt lys til elektricitet.

Fotoner bærer solenergi

Sollys er sammensat af fotoner eller partikler af solenergi. Disse fotoner indeholder varierende mængder energi, der svarer til de forskellige bølgelængder af

EN

Strømmen af ​​elektricitet

Bevægelsen af ​​elektroner, som hver bærer en negativ ladning, mod den forreste overflade af cellen skaber en ubalance i den elektriske ladning mellem cellens for- og bagside. Denne ubalance skaber til gengæld et spændingspotentiale som de negative og positive poler på et batteri. Elektriske ledere på cellen absorberer elektronerne. Når lederne er forbundet i et elektrisk kredsløb til en ekstern belastning, såsom et batteri, strømmer elektricitet i kredsløbet.

Effektiviteten af ​​solcelleanlæg varierer efter typen af ​​solcelleteknologi

Den effektivitet, hvormed PV-celler omdanner sollys til elektricitet, varierer afhængigt af typen af ​​halvledermateriale og PV-celleteknologi. Effektiviteten af ​​kommercielt tilgængelige PV-moduler var i gennemsnit mindre end 10 % i midten af ​​1980'erne, steg til omkring 15 % i 2015 og nærmer sig nu 20 % for avancerede moduler. Eksperimentelle PV-celler og PV-celler til nichemarkeder, såsom rumsatellitter, har opnået næsten 50 % effektivitet.

Hvordan solcelleanlæg fungerer

PV-cellen er den grundlæggende byggesten i et PV-system. Individuelle celler kan variere i størrelse fra omkring 0,5 tommer til omkring 4 tommer på tværs. En celle producerer dog kun 1 eller 2 Watt, hvilket kun er nok elektricitet til små brug, såsom til at forsyne lommeregnere eller armbåndsure.

PV-celler er elektrisk forbundet i et pakket, vejrtæt PV-modul eller panel. PV-moduler varierer i størrelse og i mængden af ​​elektricitet, de kan producere. PV-modulets elproduktionskapacitet øges med antallet af celler i modulet eller i modulets overflade. PV-moduler kan forbindes i grupper for at danne et PV-array. Et PV-panel kan bestå af to eller hundredvis af PV-moduler. Antallet af PV-moduler forbundet i et PV-panel bestemmer den samlede mængde elektricitet, som arrayet kan generere.

Fotovoltaiske celler genererer jævnstrøm (DC). Denne DC-elektricitet kan bruges til at oplade batterier, der igen driver enheder, der bruger jævnstrøm. Næsten al elektricitet leveres som vekselstrøm (AC) i eltransmissions- og distributionssystemer. Enheder kaldet

PV-celler og -moduler vil producere den største mængde elektricitet, når de vender direkte mod solen. PV-moduler og arrays kan bruge sporingssystemer, der flytter modulerne til konstant at vende mod solen, men disse systemer er dyre. De fleste solcelleanlæg har moduler i en fast position med modulerne direkte mod syd (på den nordlige halvkugle - direkte nord på den sydlige halvkugle) og i en vinkel, der optimerer systemets fysiske og økonomiske ydeevne.

Solcelleceller er grupperet i paneler (moduler), og paneler kan grupperes i arrays af forskellige størrelser for at producere små til store mængder elektricitet, såsom til at drive vandpumper til husdyrvand, til at levere elektricitet til boliger eller til forsynings- skala elproduktion.

Kilde: National Renewable Energy Laboratory (copyrighted)

Anvendelser af solcelleanlæg

De mindste solcelleanlæg strømberegnere og armbåndsure. Større systemer kan levere elektricitet til at pumpe vand, til at drive kommunikationsudstyr, til at levere elektricitet til et enkelt hjem eller virksomhed eller til at danne store arrays, der leverer elektricitet til tusindvis af elforbrugere.

Nogle fordele ved PV-systemer er

â¢PV-anlæg kan levere elektricitet på steder, hvor der ikke findes elektricitetsdistributionssystemer (kraftledninger), og de kan også levere elektricitet til en
â¢PV-arrays kan installeres hurtigt og kan have enhver størrelse.
â¢Miljøpåvirkningerne af solcelleanlæg placeret på bygninger er minimal.

Kilde: National Renewable Energy Laboratory (copyrighted)

Kilde: National Renewable Energy Laboratory (copyrighted)

Fotovoltaikkens historie

Den første praktiske PV-celle blev udviklet i 1954 af Bell Telephone-forskere. Fra slutningen af ​​1950'erne blev PV-celler brugt til at drive amerikanske rumsatellitter. I slutningen af ​​1970'erne leverede PV-paneler elektricitet i fjerntliggende eller

U.S. Energy Information Administration (EIA) anslår, at elektricitet produceret på PV-kraftværker i forsyningsskala steg fra 76 millioner kilowatttimer (kWh) i 2008 til 69 milliarder (kWh) i 2019. Kraftværker i forsyningsskala har mindst 1.000 kilowatt (eller en megawatt) elproduktionskapacitet. EIA anslår, at 33 milliarder kWh blev genereret af små nettilsluttede PV-systemer i 2019, op fra 11 milliarder kWh i 2014. Småskala PV-systemer er systemer, der har mindre end én megawatt elproduktionskapacitet. De fleste er placeret på bygninger og kaldes nogle gange