Τι είναι μια φωτοβολταϊκή μονάδα;

Μια φωτοβολταϊκή μονάδα είναι μια ομαδοποίηση συνδεδεμένων ηλιακών κυττάρων που χρησιμοποιούνται για τη συλλογή ενέργειας από την ηλιακή ακτινοβολία.Κάθε κύτταρο συνδέεται ηλεκτρικά σε αυτές τις ενότητες, οι οποίες με τη σειρά τους συγχωνεύονται σε πίνακα.Όταν τα φωτοβολταϊκά πάνελ εγκαθίστανται σε διάφορες τοποθεσίες, γίνονται γνωστές ως συστοιχίες.Αυτός ο πίνακας συνδέεται με έναν μετατροπέα και μια μπαταρία για την αποθήκευση της ισχύος. Δυστυχώς, αυτές οι ενότητες είναι ευαίσθητες σε ορισμένες περιβαλλοντικές επιπτώσεις, απαιτούν έτσι προστασία από τα στοιχεία.Λόγω αυτού του γεγονότος, πρέπει να καλύπτονται από το γυαλί για να επιτρέψουν στην ηλιακή ακτινοβολία να διεισδύσει στα κύτταρα.Οι ενότητες υποστηρίζονται επίσης από τα στρώματα που κατασκευάζονται από μέταλλο, υαλοβάμβακα ή πλαστικό.Αυτό τους κρατά ισχυρό ενάντια στους υψηλούς ανέμους.

Η φωτεινή ενέργεια με τη μορφή φωτονίων συλλέγεται από τη φωτοβολταϊκή μονάδα.Τα κρυσταλλικά κύτταρα πυριτίου συλλέγουν αυτά τα φωτόνια από μια σειρά από ελαφριές συχνότητες.Ωστόσο, οι δυσκολίες με το υπέρυθρο και το υπεριώδες φάσμα περιορίζουν την αποτελεσματικότητα των διαδικασιών.Τα φωτόνια επηρεάζουν τα κύτταρα πυριτίου και διεγείρουν τα ηλεκτρόνια.Καθώς αυτά τα ηλεκτρόνια είναι ενθουσιασμένα, η ηλεκτρική ενέργεια δημιουργείται και αποθηκεύεται ή αποστέλλεται σε ένα ηλεκτρικό δίκτυο.

Κάθε μία από τις ηλεκτρικές συνδέσεις τοποθετείται σε μια σειρά για να επιτευχθεί η καλύτερη δυνατή έξοδος τάσης και ρεύμα.Η υπερθέρμανση των κυττάρων που προκαλείται από τη σκιά εμποδίζεται χρησιμοποιώντας ένα σύστημα διόδων.Μια φωτοβολταϊκή μονάδα μπορεί επίσης να τροποποιηθεί χρησιμοποιώντας έναν συγκεντρωτή.Αυτό είναι ουσιαστικά μια σειρά φακών και καθρέφτη που μπορούν να συγκεντρώσουν μεγαλύτερες ποσότητες φωτονίων και να τα κατευθύνουν σε μικρότερες πεδιάδες κυττάρων.

Bell Laboratories ανέπτυξαν την ιδέα για μια φωτοβολταϊκή μονάδα που βασίζεται σε πυρίτιο το 1954. Η πρώτη πρακτική συσκευή για τη συλλογή της ηλιακής ακτινοβολίας και τη μετατροπή της σε ηλεκτρική ενέργεια χτίστηκε από τους Daryl Chapin, Calvin Fuller και Gerald Pearson στην εγκατάσταση.Το ποσοστό απόδοσης μετατροπής του ηλιακού φωτός ήταν περίπου έξι τοις εκατό.Αυτό σήμαινε ότι μόνο ένα μικρό τμήμα των φωτονίων που επηρεάζουν τη φωτοβολταϊκή μονάδα έκανε πραγματικά ηλεκτρική ενέργεια.Αυτή ήταν μια σημαντική πρόκληση για τη βιομηχανία, προσπαθώντας να τροποποιήσει τη διαδικασία για να αξιοποιήσει καλύτερα τα φωτόνια και το φάσμα του φωτός από τον ήλιο.

ηλιακά κύτταρα, που χρησιμοποιούνται συνήθως με τη μορφή φωτοβολταϊκών συστοιχιών, έχουν μια σειρά απόχρήσεις.Μπορούν να χρησιμοποιηθούν απλώς για την παροχή ισχύος για μικρές συσκευές, όπως αριθμομηχανές ή φωτισμό στον κήπο.Διαφορετικά, οι μεγάλες συστοιχίες μπορούν να κατασκευαστούν σε στέγες και σε πεδία για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας που μπορούν να τροφοδοτηθούν στο ηλεκτρικό δίκτυο για να αντισταθμίσουν τη χρήση άλλων πόρων.Λόγω της μακράς διάρκειας ζωής των φωτοβολταϊκών, η NASA και άλλοι διαστημικοί οργανισμοί έχουν χρησιμοποιήσει ηλιακά βότσαλα για να τροφοδοτήσουν την πλειονότητα των δορυφόρων και του διεθνούς διαστημικού σταθμού.Αυτό παρέχει μια άπειρη πηγή ενέργειας και λύση που διατηρεί αυτά τα αντικείμενα που τροφοδοτούνται και στη θέση τους για μεγάλο χρονικό διάστημα.