Ċellula Fotovoltaika jew Ċellula Soġġaħil

Definizzjoni

Ċella fotovoltaika (PV) huwa dispożitiv tal-materjal semikonduċturi li jikkonverti l-ħalq fis-silġ għall-enerġija elektrika. Il-voltatt indut f’ċella PV tintuża mill-intensità tal-ħalq inkidenti. It-tirm "fotovoltaika" jmur minn t-talbata tagħha li tiffodda voltatt ("voltaika") mit-ħalq ("foto").

F'materjali semikonduċturi, il-elettroni huma miftuħa b'vincoli kovalenti. Ir-radijazzjoni elettromagnetika tinsab ta' partiċelli żgħar tal-enerġija imsemmiħa fotoni. Meta l-fotoni jagħmlu impatt mal-materjal semikonduċturi, l-elettroni jiġu energizzati u jibdew jipproduċu.

Dawn l-elettroni energizzati huma maqsud bih fotoelettroni, u l-fenomen tal-emissjoni tal-elettroni huwa issemmin effett fotoelettriku. L-operazzjoni ta' ċella fotovoltaika tintuża fuq l-effett fotoelettriku.

Konstruzzjoni ta' Ċella Fotovoltaika

Materjali semikonduċturi kif l-arsenju, l-indiju, l-kadmiu, is-silġju, is-selenju, u l-galliju jintużaw biex jipprodottu ċelli PV. Is-silġju u s-selenju huma l-aktar maqsud bihom għall-konstruzzjoni tal-ċelli.

Konsidra l-struttura ta' ċella fotovoltaika tas-silġju mhuxfa:

• Is-silġju ta' fuq tal-ċella huwa magħmul minn strata ħafifa ta' materjal tip p biex il-ħalq jista' jdħol fil-materjal b'silġ.

• Anelli metalici jinkluqu intornom l-materjal tip p u n, li jgħixxu rispettivament bħala l-terminali positivi u negativi tagħhom.

Ċelli PV waħda jingħedu minn materjal monokristallin jew polikristallin.

Iċ-ċelli monokristallini jintużaw minn ingott kristallin waħid, intant iċ-ċelli polikristallini jintużaw minn materjal blu għoxrin strutturi kristallini.

Il-voltatt u l-korrent tal-ċella waħda huma bażi, tipikalment qrib 0.6V u 0.8A rispettivament. Biex tigħmelha aktar effettiva, iċ-ċelli jintużaw flimkien fit-tielet konfigurazzjonijiet. Jinkulu tri metodi prinċipali biex tikkojnneċti l-ċelli PV:

Konfigurazzjoni Parallela ta' Ċelli PV

Flimkien paralell, il-voltatt fit-ċelli jibqa' mhuxbiddel, intant il-korrent totali jidoppja (jew jzid proporzjonatament mal-numru tal-ċelli). Il-kurva karatteristika ta' ċelli PV mekkonekti paralel hemm hawn taħt.

Konfigurazzjoni Serji-Parallela ta' Ċelli PV

Flimkien serji-paralell, il-voltatt u l-korrent zidu proporzjonatament. Ipannelli solari solitament jintużaw din il-kombinazzjoni ta' ċelli biex jiġi raggiunt potenza magħruf.

Modul solari huwa mgħallem minn ċelli solari individwali. L-assenjament ta' moduli soļari multipli huwa magħruf bħala pannello solare.

Funzjoni ta' ċella PV

Meta l-ħalq jagħmil impatt mal-materjal semikonduċturi, tista' terġa' tpassa jew treflessjoni. Iċ-ċelli PV huma magħmul minn semikonduċturi - materjali li ma huma xejn perfetti kundutturi jew izolanti. Din il-proprjetà tigħmelhom aktar effiċienti għall-konverżjoni tal-enerġija tal-ħalq għall-enerġija elektrika.

Meta l-materjal semikonduċturi jassorbixx il-ħalq, l-elettroni tiegħu ibdew jipproduċu. Dan jiġri għax l-ħalq ikun ta' partiċelli żgħar tal-enerġija imsemmiħa fotoni. Meta l-elettroni jassorbuxx il-fotoni, jiġu energizzati u jibdew jmovejnu fil-materjal. Kamp elektriku intern forza dawn il-partiċelli biex jmovejnu f'direzzjoni waħda, għall-ġenerezzjoni ta' kurrent. Elettrodi metalici fuq is-semikonduċturi jpermettu li tkun possibli l-flus tal-kurrent.

It-tifitra ta' hawn taħt turi ċella PV tas-silġju mekkonekti ma' carichi resistivi. Il-ċella tkun magħmula minn strati semikonduċturi tip P u N li jgħixxu sabiex jipprodottu PN junction.

Il-junction huwa l-interfaċċi bejn l-materjal tip P u N. Meta l-ħalq jagħmil impatt mal-junction, l-elettroni jibdew jmovejnu mill-areal wieħed għall-ieħor.
Kemm inżegwu l-ċelli soļari fi plant soļari?
Dispożitivi kif l-MPPTs, l-inverter, il-kontroller tal-ħargħa, u l-batteriji jintużaw biex ikkonverttjaw ir-radijazzjoni soľari għall-voltatt elektriku.

Tracker ta' Punt tal-Enerġija Massima (MPPT)

Il-MPPT huwa kontrolleur digital speċjalizzat li jsegwi l-pożizzjoni tas-silġ. Minħabba li l-effiċjenza tal-ċella PV tintuża mill-intensità tas-solej, li tgħaddi l-ġurnata minħabba rrotazzjoni tal-art, l-MPPTs jmodifikaw l-orjentazzjoni tal-pannell biex jiżgħġġu l-assorbiment tas-solej u l-output tal-enerġija.

Kontroller tal-Ħargħa

Il-kontroller tal-ħargħa regola l-voltatt mil-pannell soľari u preveni l-ħargħa eccessiva tal-batterija jew l-overvoltatt, assikurandu l-stokkjar salva u efficienti tal-enerġija.

Inverter

L-inverter ikkonverttja l-korrent diretta (DC) mil-pannell għall-korrent alternata (AC) għad-daħħal tal-apparatur standard, li solitament reġġu l-AC.