Sveobuhvatni vodič za razumijevanje solarnih ćelija: objašnjena najčešća pitanja

1. Što je fotonapon?

Fotonapon je izravna pretvorba sunčeve svjetlosti u električnu energiju pomoću fotonaponskog efekta. Ovaj proces uključuje solarne ćelije, poznate i kao fotonaponske ćelije, koje hvataju sunčevu svjetlost i pretvaraju je u električnu energiju.

2. Po čemu se fotonapon razlikuje od drugih tehnologija za pretvorbu solarne energije?

Za razliku od drugih metoda koje pretvaraju sunčevu svjetlost u toplinu (kao što su solarni grijači vode ili solarna termalna proizvodnja električne energije), fotonaponska energija izravno pretvara sunčevu svjetlost u električnu energiju bez međukoraka. Ova izravna pretvorba je učinkovitija i svestranija za različite primjene.

3. Kako radi solarna ćelija?

Solarna ćelija radi tako da apsorbira svjetlost, koja pobuđuje elektrone u materijalu, omogućujući im protok i stvaranje električne energije. Ključna komponenta u ovom procesu je pn spoj, gdje dva različita područja poluvodičkog materijala stvaraju električno polje koje pomaže u odvajanju i prikupljanju generiranih elektrona, proizvodeći struju i napon.

4. Što je učinkovitost solarnih ćelija i zašto se čini da brojke učinkovitosti tako jako variraju?

Učinkovitost solarne ćelije je postotak sunčeve svjetlosti pretvoren u upotrebljivu električnu energiju. Učinkovitost varira zbog različitih materijala i tehnologija korištenih u solarnim ćelijama. Komercijalno dostupne solarne ćelije kreću se od oko 5% do 17% učinkovitosti, dok napredne ćelije koje se koriste u svemiru mogu doseći i do 33%. Čimbenici poput proizvodnih tehnika i uvjeta okoline također utječu na učinkovitost.

5. Koje su različite tehnologije solarnih ćelija?

Tehnologije solarnih ćelija razlikuju se prvenstveno na temelju materijala i procesa proizvodnje. Uobičajene vrste uključuju:

• Solarne ćelije od silikonskih ploča: Najrašireniji, dostupan kao monokristalni ili multikristalni.
• Tankoslojne solarne ćelije: Izrađeni od materijala kao što su amorfni silicij, kadmijev telurid ili bakar indijev diselenid, tanji su i jeftiniji, ali općenito manje učinkoviti.
• III-V solarne ćelije: Visokoučinkovite ćelije izrađene od materijala kao što je galijev arsenid, često korišten u svemirskim primjenama.
• Višespojne solarne ćelije: Kombinirajte različite materijale kako biste uhvatili širi raspon sunčevog spektra, nudeći veću učinkovitost.

Tehnologije solarnih ćelija razlikuju se prvenstveno na temelju materijala i procesa proizvodnje. Uobičajene vrste uključuju:

6. Koja je razlika između solarne ćelije i fotonaponske ploče ili niza?

Solarna ćelija je jedna jedinica koja pretvara sunčevu svjetlost u električnu energiju. Više solarnih ćelija spojeno je u fotonaponsku ploču, što povećava napon i izlaznu snagu. Fotonaponski niz odnosi se na sustav povezanih panela.

7. Koju vrstu električne energije proizvodi PV panel?

PV paneli proizvode istosmjernu struju (DC), sličnu snazi ​​iz baterija. Ova istosmjerna struja može se pretvoriti u izmjeničnu struju (AC) pomoću pretvarača, što je čini kompatibilnom s većinom kućanskih i mrežnih aplikacija.

8. Koliko snage proizvodi PV panel i što znači standardna vrijednost?

PV paneli se ocjenjuju na temelju njihove izlazne snage u standardnim uvjetima testiranja, koji se obično nazivaju AM1,5 i na sobnoj temperaturi. Za grube procjene, pomnožite nazivnu snagu ploče s 5 za lokacije srednje geografske širine kako biste odredili dnevnu proizvodnju energije u kilovat-satima (kWh).

9. Koliko fotonaponske energije trebam za određenu primjenu?

Procijenite svoje potrebe za električnom energijom izračunavanjem dnevne potrošnje energije (u kWh) i primjenom praktičnog pravila. Na primjer, za lokacije oko 30° geografske širine, podijelite svoje ukupno dnevno opterećenje s 4 da biste dobili potrebnu PV snagu. Po potrebi prilagodite ovaj faktor za više ili niže geografske širine.

10. Koje su uobičajene PV primjene?

Fotonaponski sustavi koriste se u različitim primjenama, od malih uređaja poput kalkulatora i satova do velikih instalacija poput stambenih solarnih energetskih sustava i elektrana komunalnih poduzeća. Posebno su korisni za udaljena mjesta bez pristupa mreži i za smanjenje potrošnje električne energije iz mreže u stambenim i poslovnim zgradama.

11. Proizvode li solarne ćelije više energije nego što se potroši pri njihovoj proizvodnji?

Da, solarne ćelije obično imaju vrijeme povrata energije u rasponu od nekoliko mjeseci do šest godina, ovisno o vrsti i lokaciji. Tijekom svog životnog vijeka od 20+ godina generiraju mnogo više energije nego što se potroši u njihovoj proizvodnji.

12. Koliko košta PV snaga?

Cijena PV panela varira, ali gruba procjena za instalirane stambene sustave je oko 7 USD po vatu. To se može povećati za udaljene sustave. Instalacija i druge komponente mogu udvostručiti trošak ploče. Cijene se obično daju po vatu ili kvadratnom metru.

13. Je li fotonapon ekonomski isplativ?

PV je ekonomski isplativ za mala opterećenja i udaljene aplikacije bez pristupa mreži. Za sustave povezane s mrežom, to ovisi o lokalnim cijenama električne energije, ekološkim razmatranjima i mogućnostima financiranja. U nekim slučajevima to nije najjeftinija opcija u usporedbi s tradicionalnim izvorima električne energije.

14. Kakva je cijena PV električne energije u usporedbi s električnom energijom proizvedenom na druge načine?

Usporedba troškova može biti složena zbog različitih struktura cijena. Troškovi PV sustava uglavnom su unaprijed, dok troškovi konvencionalne električne energije uključuju tekuće gorivo i održavanje. Procjene za PV električnu energiju kreću se od 20 do 40 ¢/kWh, dok konvencionalna električna energija u SAD-u obično košta oko 8 ¢/kWh. Čimbenici poput lokacije, subvencija i budućih cijena električne energije utječu na ovu usporedbu.

15. Koje tvrtke proizvode PV ćelije i proizvode?

Mnoge tvrtke proizvode fotonaponske ćelije i proizvode. Opsežan popis možete pronaći naSolarbuzz. Lokalni trgovci također prodaju komponente i pružaju usluge instalacije i održavanja.

16. Koje su prednosti i nedostaci fotonapona?

Prednosti:

• Pouzdan i jednostavan za održavanje
• Prikladno za različite primjene, velike i male
• Ekološki prihvatljiv
• Može se instalirati brzo i postupno

Nedostaci:

• Veći početni trošak u usporedbi s tradicionalnim izvorima električne energije
• Niža gustoća snage sunčeve svjetlosti čini je manje prikladnom za aplikacije s visokom energetskom potražnjom, poput prijevoza

17. Što radiš za snagu noću?

Za samostalne PV sustave, baterije pohranjuju višak energije za noćnu upotrebu. Mrežni sustavi koriste mrežnu energiju noću.

18. Koliko dugo traje fotonaponski sustav?

Fotonaponski sustavi su izdržljivi, često traju preko 20 godina uz minimalno održavanje. PV moduli obično dolaze s jamstvom od 20 godina, dok elektroničke komponente imaju jamstvo od oko pet godina. Baterije u samostalnim sustavima možda će trebati zamijeniti svakih 5-10 godina.

19. Koje su komponente fotonaponskog sustava?

Ključne komponente uključuju:

• Podsustav za kondicioniranje napajanja: Kontroleri i pretvarači punjenja
• Skladištenje: Tipično olovne baterije
• Ravnoteža komponenti sustava (BOS).: Ožičenje, montaža polja itd.

20. Ima li dovoljno sunčeve svjetlosti da doprinese svjetskim energetskim potrebama?

Apsolutno. Zemlja primi više energije od Sunca u samo jednom satu nego što svijet potroši u cijeloj godini.

21. Kako mogu sudjelovati u programima obnovljive energije?

Sudjelujte instaliranjem PV sustava na svom imanju ili podržavanjem programa zelene energije koji koriste obnovljive izvore za proizvodnju električne energije.

Odgovarajući na ova često postavljana pitanja, nadamo se da ćemo pružiti sveobuhvatno razumijevanje sustava solarne energije. Bilo da razmišljate o instaliranju fotonaponskog sustava ili ste samo znatiželjni o tome kako solarna tehnologija radi, ovaj vodič nudi vrijedne uvide koji će vam pomoći da donesete informirane odluke. Za detaljnije informacije i stručne savjete posjetite našu web stranicu naok-eps.com.