Quyosh fotovoltaik va elektr energiyasini tushuntirdi

Fotovoltaik hujayralar quyosh nurini elektr energiyasiga aylantiradi

Odatda quyosh xujayrasi deb ataladigan fotovoltaik (PV) xujayrasi quyosh nurini to'g'ridan-to'g'ri elektr energiyasiga aylantiradigan mexanik bo'lmagan qurilma. Ba'zi PV xujayralari sun'iy yorug'likni elektr energiyasiga aylantirishi mumkin.

Fotonlar quyosh energiyasini olib yuradi

Quyosh nuri fotonlardan yoki quyosh energiyasining zarralaridan iborat. Ushbu fotonlar turli to'lqin uzunliklariga mos keladigan har xil miqdordagi energiyani o'z ichiga oladi

A

Elektr oqimi

Har biri manfiy zaryadga ega bo'lgan elektronlarning hujayraning old yuzasiga qarab harakatlanishi hujayraning old va orqa yuzalari o'rtasida elektr zaryadining nomutanosibligini keltirib chiqaradi. Bu nomutanosiblik, o'z navbatida, batareyaning salbiy va ijobiy terminallari kabi kuchlanish potentsialini yaratadi. Hujayradagi elektr o'tkazgichlar elektronlarni o'zlashtiradi. Supero'tkazuvchilar elektr pallasida tashqi yukga, masalan, batareyaga ulanganda, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan elektr toki o'tadi.

Fotovoltaik tizimlarning samaradorligi fotovoltaik texnologiya turiga qarab o'zgaradi

PV xujayralarining quyosh nurini elektr energiyasiga aylantirish samaradorligi yarimo'tkazgich materialining turiga va PV hujayra texnologiyasiga qarab o'zgaradi. Savdoda mavjud bo'lgan PV modullarining samaradorligi 1980-yillarning o'rtalarida o'rtacha 10% dan kam bo'lgan, 2015 yilga kelib 15% ga oshgan va zamonaviy modullar uchun 20% ga yaqinlashmoqda. Kosmik sun'iy yo'ldoshlar kabi bozorlar uchun eksperimental PV xujayralari va PV hujayralari deyarli 50% samaradorlikka erishdi.

Fotovoltaik tizimlar qanday ishlaydi

PV xujayrasi PV tizimining asosiy qurilish blokidir. Alohida hujayralar o'lchamlari taxminan 0,5 dyuymdan taxminan 4 dyuymgacha o'zgarishi mumkin. Biroq, bitta hujayra faqat 1 yoki 2 vatt ishlab chiqaradi, bu faqat kichik maqsadlarda, masalan, kalkulyator yoki qo'l soatlarini quvvatlantirish uchun etarli bo'lgan elektr energiyasidir.

PV xujayralari qadoqlangan, havo o'tkazmaydigan PV modulida yoki panelda elektr bilan bog'langan. PV modullari o'lchamlari va ishlab chiqarishi mumkin bo'lgan elektr energiyasi miqdori bo'yicha farqlanadi. PV modulining elektr ishlab chiqarish quvvati moduldagi hujayralar soni yoki modulning sirt maydoni bilan ortadi. PV modullari PV massivini yaratish uchun guruhlarga ulanishi mumkin. PV massivi ikki yoki yuzlab PV modullaridan iborat bo'lishi mumkin. PV massiviga ulangan PV modullarining soni massiv ishlab chiqarishi mumkin bo'lgan elektr energiyasining umumiy miqdorini aniqlaydi.

Fotovoltaik hujayralar to'g'ridan-to'g'ri oqim (DC) elektr energiyasini ishlab chiqaradi. Ushbu doimiy elektr toki batareyalarni zaryad qilish uchun ishlatilishi mumkin, bu esa o'z navbatida to'g'ridan-to'g'ri elektr energiyasidan foydalanadigan qurilmalarni quvvatlantiradi. Deyarli barcha elektr energiyasi elektr uzatish va taqsimlash tizimlarida o'zgaruvchan tok (AC) sifatida ta'minlanadi. Qurilmalar chaqirildi

PV xujayralari va modullari to'g'ridan-to'g'ri quyoshga qaraganida eng katta miqdorda elektr energiyasini ishlab chiqaradi. PV modullari va massivlari modullarni doimiy ravishda quyoshga qarab harakatlantiruvchi kuzatuv tizimlaridan foydalanishi mumkin, ammo bu tizimlar qimmat. Ko'pgina PV tizimlari modullar to'g'ridan-to'g'ri janubga (shimoliy yarim sharda - janubiy yarimsharda to'g'ridan-to'g'ri shimolga) qaragan va tizimning jismoniy va iqtisodiy ishlashini optimallashtiradigan burchak ostida joylashgan sobit holatda modullarga ega.

Quyosh fotovoltaik xujayralari panellarda (modullarda) guruhlangan va panellar kichik va katta miqdordagi elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun turli o'lchamdagi massivlarga guruhlanishi mumkin, masalan, chorvachilik suvi uchun suv nasoslarini quvvatlantirish, uylarni elektr energiyasi bilan ta'minlash yoki kommunal xizmatlar uchun. miqyosda elektr energiyasi ishlab chiqarish.

Manba: Qayta tiklanuvchi energiya manbalari milliy laboratoriyasi (mualliflik huquqi bilan himoyalangan)

Fotovoltaik tizimlarning qo'llanilishi

Eng kichik fotovoltaik tizimlar quvvat kalkulyatorlari va qo'l soatlari. Kattaroq tizimlar suvni nasos bilan ta'minlash, aloqa uskunalarini quvvatlantirish, bitta uy yoki biznes uchun elektr energiyasini etkazib berish yoki minglab elektr energiyasi iste'molchilarini elektr energiyasi bilan ta'minlaydigan katta massivlarni shakllantirish uchun elektr energiyasini ta'minlashi mumkin.

PV tizimlarining ba'zi afzalliklari

â¢PV tizimlari elektr taqsimlash tizimlari (elektr uzatish liniyalari) mavjud bo'lmagan joylarda elektr energiyasini etkazib berishi mumkin, shuningdek, elektr energiyasini elektr energiyasi bilan ta'minlashi mumkin.
â¢PV massivlari tezda o'rnatilishi va har qanday o'lchamda bo'lishi mumkin.
â¢Binolarda joylashgan PV tizimlarining atrof-muhitga ta'siri minimaldir.

Manba: Qayta tiklanuvchi energiya manbalari milliy laboratoriyasi (mualliflik huquqi bilan himoyalangan)

Manba: Qayta tiklanuvchi energiya manbalari milliy laboratoriyasi (mualliflik huquqi bilan himoyalangan)

Fotovoltaiklar tarixi

Birinchi amaliy PV xujayrasi 1954 yilda Bell Telefon tadqiqotchilari tomonidan ishlab chiqilgan. 1950-yillarning oxiridan boshlab, PV xujayralari AQSh kosmik sun'iy yo'ldoshlarini quvvatlantirish uchun ishlatilgan. 1970-yillarning oxiriga kelib, PV panellari masofadan turib elektr energiyasini ta'minlagan yoki

AQSh Energetika Axborot Ma'muriyati (EIA) hisob-kitoblariga ko'ra, kommunal miqyosdagi PV elektr stansiyalarida ishlab chiqarilgan elektr energiyasi 2008 yildagi 76 million kilovatt soatdan (kVt soat) 2019 yilda 69 milliard kilovatt (kVt soat) ga oshgan. Kommunal miqyosdagi elektr stantsiyalari kamida 1000 kilovatt (yoki) bir megavatt) elektr energiyasi ishlab chiqarish quvvatiga ega. EIA hisob-kitoblariga ko‘ra, 2019-yilda kichik miqyosdagi tarmoqqa ulangan PV tizimlari tomonidan 33 milliard kVt/soat ishlab chiqarilgan, bu 2014-yildagi 11 milliard kVt/soatdan ko‘p. Kichik o‘lchamli PV tizimlari bir megavattdan kam elektr energiyasi ishlab chiqarish quvvatiga ega tizimlardir. Ko'pchilik binolarda joylashgan va ba'zan deyiladi