Sólarhrjúfur eða sólcelle

Skilgreining

Ljósþvera (PV) spoli er sementrjámseðli sem breytir ljósi í raforku. Spolinn virkar á milli ljósmagns. Orðið „ljósþvera“ hefur upptekkt af orku að mynda spenna („þvera“) með ljósi („ljós“).

Í sementrjámsefnum eru elektrón haldið saman með kovalent tengslum. Elektromagnetisk strálar samanstendur af litlum orkupakka sem köllum við fótónum. Þegar fótónar skipta sementrjámsefninu, fá elektrón orku og byrja að fara.

Þessi orkuð elektrón eru kölluð ljóselektrón og sýnilegt einkenni þessa er kölluð ljóselektrónareinkenni. Aðgerð ljósþveraspols byggist á ljóselektrónareinkenni.

Bygging ljósþveraspols

Sementrjámsefni eins og arsníd, indín, kjadím, sílíkon, selen og gallium eru notað til að framleiða PV spol. Sílíkon og selen eru mest notað til að búa til spólana.

Taktu eftirfarandi dæmi um skipulag sílíkon ljósþveraspols:

• Yfirborðið á spolinu er gerð úr tynnu lagi p-tegundar efnis svo að ljós geti auðveldlega komið inn í efnið.

• Mett rings eru settir um p- og n-tegundar efni, sem virka sem jákvæð og neikvæð úttak endurnefndar.

Einstök PV spöl eru gerðar af einstakra eða margstaka kristalhluti sementrjámsefna.

Einstak kristalspöl eru skorið úr einu kristalhlut, en margstak kristalspöl eru framleiddar af efnum með mörgum kristalhlutum.

Úttaksspenna og straumur einstaks spols eru mjög læsk, venjulega um 0,6V og 0,8A. Til að auka gildi, eru spöl sameint á mismunandi hætti. Það eru þrír aðal aðferðir til að tengja PV spöl:

Samhliða sameining PV spola

Á samhliða sameiningu, verður spennan í spölum óbreytt, en heildarstraumur tvöfalast (eða stækkar í hlutfalli við fjölda spóla). Einkennilínan samhliða tengdra PV spóla er sýnd hér fyrir neðan.

Röð-samhliða sameining PV spóla

Á röð-samhliða sameiningu, stækka bæði spenna og straumur í hlutfalli. Sólarplötur eru venjulega gerðar með þessari sameiningu til að ná hári orkuútteki.

Sólarhluti er búinn til með tengingu af einstökum sólarspölum. Samsetning fleiri sólarhluta er kölluð sólaplötur.

Aðgerð PV spols

Þegar ljós snertir sementrjámsefni, má það yfirferða eða refjast. Ljósþveraspöl eru gerðir af sementrjámsefnis—efni sem eru hvergi fullkomnir leitir eða ógefin. Þetta einkenni gerir þau mjög gott við að breyta ljósoerfi í raforku.

Þegar sementrjámsefni tekar ljós, byrja elektrón að ferðast. Þetta gerist vegna þess að ljós samanstendur af litlum orkupakkum sem köllum við fótónum. Þegar elektrón taka fótón, fá þau orku og byrja að ferðast innan efnisins. Innri rafrás leggur þessum partíklum til að ferðast í einni átt, að mynda straum. Mett elektrodar á sementrjámsefni leyfa straum til að fara út.

Myndin hér fyrir neðan sýnir sílíkon ljósþveraspol tengd við motstand. Spolinu er samsett af P- og N-tegundar sementrjámsefnislagum sem tengd eru til að mynda PN tenging.

Tengingin er grensismark á milli p- og n-tegunda efna. Þegar ljós fellur á tenginguna, byrja elektrón að ferðast frá einu svæði til annars.
Hvernig eru sólarspöl sett upp í sólarorkeypi?
Tæki eins og MPPT (Maximum Power Point Tracker), inverter, aflstjórar og battær eru notuð til að breyta sólarstrálun í rafspenna.

MPPT (Maximum Power Point Tracker)

MPPT er sérstakt tölvustýrt stýringarkerfi sem fylgist með sólunnar stað. Vegna þess að gildi PV spóla fer eftir ljósmagni, sem breytist á dag vegna jarðar snúning, stilla MPPT plötunnar stefnu til að auka ljósþjónustu og orkuútteki.

Aflstjórari

Aflstjórari reglur spennu frá sólarplötunni og forðast ofrafl eða ofspenna í battær, til að tryggja örugg og kostgjarn geymslu orkur.

Inverter

Inverter breytir beinni straumi (DC) frá plötunum í sveiflastraum (AC) fyrir notkun með venjulegum tækjum, sem venjulega krefjast AC orku.