Solyo o Selula Solar
Pahayag
Ang photovoltaic (PV) cell ay isang semiconductor device na nagco-convert ng liwanag sa electrical energy. Ang voltage na ipinapakilala ng PV cell ay depende sa intensity ng incident light. Ang terminong "photovoltaic" ay nanggaling sa kanyang kakayahang lumikha ng voltage ("voltaic") sa pamamagitan ng liwanag ("photo").
Sa mga semiconductor materials, ang mga electron ay nakakabit sa pamamagitan ng covalent bonds. Ang electromagnetic radiation ay binubuo ng maliliit na enerhiyang particles na tinatawag na photons. Kapag ang mga photons ay tumama sa semiconductor material, ang mga electrons ay nagsisimulang maging energized at magsimulang lumabas.
Ang mga energized electrons na ito ay kilala bilang photoelectrons, at ang phenomenon ng paglabas ng electrons ay tinatawag na photoelectric effect. Ang operasyon ng isang photovoltaic cell ay umaasa sa photoelectric effect.
Pagbuo ng Photovoltaic Cell
Ang mga semiconductor materials tulad ng arsenide, indium, cadmium, silicon, selenium, at gallium ay ginagamit para makabuo ng PV cells. Ang silicon at selenium ang karaniwang ginagamit para sa pagbuo ng mga cells.
Isa sa halimbawa ng structure ng isang silicon photovoltaic cell ay ipinapakita sa ibaba:
Ang mga single PV cells ay gawa mula sa monocrystalline o polycrystalline semiconductor materials.
Ang mga monocrystalline cells ay hinahati mula sa isang single crystal ingot, samantalang ang mga polycrystalline cells ay ginagawa mula sa mga materials na may multiple crystal structures.
Ang output voltage at current ng isang single cell ay napakababa, karaniwang sa paligid ng 0.6V at 0.8A naman. Upang mapataas ang efficiency, ang mga cells ay pinagsasama sa iba't ibang configurations. May tatlong pangunahing paraan para i-connect ang mga PV cells:
Parallel Combination ng PV Cells
Sa parallel configuration, ang voltage sa loob ng cells ay hindi nagbabago, samantalang ang total current ay doble (o tumaas proporsyonado sa bilang ng cells). Ang characteristic curve ng parallel-connected PV cells ay ipinapakita sa ibaba.
Series-Parallel Combination ng PV Cells
Sa series-parallel configuration, ang voltage at current ay tumaas proporsyonado. Ang mga solar panels ay karaniwang binubuo gamit ang combination na ito ng cells upang makamit ang mas mataas na power output.
Ang isang solar module ay nililikha sa pamamagitan ng pagconnect ng individual na solar cells. Ang assembly ng maraming solar modules ay tinatawag na solar panel.
Paggana ng PV Cell
Kapag ang liwanag ay tumama sa semiconductor material, ito ay maaaring lumampas o ma-reflect. Ang mga PV cells ay gawa ng semiconductors—materials na hindi perfect conductors o insulators. Ang property na ito ay nagpapahusay sa kanila sa pagco-convert ng light energy sa electrical energy.
Kapag ang semiconductor ay nagsasabsorb ng liwanag, ang mga electrons nito ay nagsisimulang lumabas. Ito ay dahil ang liwanag ay binubuo ng maliliit na enerhiyang packets na tinatawag na photons. Kapag ang mga electrons ay nagsasabsorb ng mga photons, sila ay naging energized at nagsisimulang maggalaw sa loob ng material. Ang isang internal electric field ay pumipilit sa mga particles na ito na maggalaw sa isang direksyon, na naglilikha ng current. Ang mga metallic electrodes sa semiconductor ay nagbibigay-daan sa current na lumabas.
Ang figure sa ibaba ay nagpapakita ng isang silicon PV cell na konektado sa isang resistive load. Ang cell ay binubuo ng P-type at N-type semiconductor layers na pinagsama upang bumuo ng PN junction.
Ang junction ay ang interface sa pagitan ng p-type at n-type materials. Kapag ang liwanag ay tumama sa junction, ang mga electrons ay nagsisimulang galawin mula sa isa sa ibang rehiyon.
Paano Ininstall ang Solar Cells sa isang Solar Power Plant?
Ang mga devices tulad ng maximum power point trackers (MPPTs), inverters, charge controllers, at batteries ay ginagamit upang i-convert ang solar radiation sa electrical voltage.
Maximum Power Point Tracker (MPPT)
Ang MPPT ay isang espesyal na digital controller na sumusunod sa posisyon ng araw. Dahil ang efficiency ng PV cell ay depende sa intensity ng sunlight, na nagbabago sa loob ng araw dahil sa rotation ng Earth, ang mga MPPTs ay nagsasadya ng orientation ng panel upang makamit ang maximum light absorption at power output.
Charge Controller
Ang charge controller ay nagregulate ng voltage mula sa solar panel at nagpre-prevent ng overcharging o overvoltage ng battery, na nagse-secure ng ligtas at efficient na energy storage.
Inverter
Ang inverter ay nagco-convert ng direct current (DC) mula sa panels sa alternating current (AC) para sa paggamit sa standard appliances, na karaniwang nangangailangan ng AC power.
