Chumvi au Seluli ya Jua
Maendeleo
Kitu cha ujumbe wa mawingu (PV) ni kifaa cha semikonduktori kilicho chambua mwanga kuwa nishati ya umeme. Kinga zinazotengenezwa na kitu cha PV zinategemea nguvu ya mwanga unaofika. Neno "photovoltaic" linatokana na uwezo wake wa kutengeneza kinga ("voltaic") kupitia mwanga ("photo").
Katika vifaa vya semikonduktori, elektroni zimekabiliana na viungo vya covalent. Safiri ya nishati ina vitu vidogo vya nishati vilivyovunjika kwa jina la photons. Waktu photons hufika katika vifaa vya semikonduktori, elektroni zinapata nguvu na huanza kutokea.
Elektroni zilizopata nguvu zinatafsiriwa kama photoelectrons, na tabia ya kutoka kwakelektroini itanamia photoelectric effect. Kazi ya kitu cha photovoltaic kinategemea photoelectric effect.
Ujenga wa Kitu cha Photovoltaic
Vifaa vya semikonduktori kama vile arsenide, indium, cadmium, silicon, selenium, na gallium vinatumika kujenga vitu vya PV. Silicon na selenium mara nyingi vinatumika kujenga vitu.
Chukua mfano wa muundo wa kitu cha silicon photovoltaic unayotajwa hapa chini:
Vitu vidogo vya PV vinajengwa kutokana na vifaa vya semikonduktori vya monocrystalline au polycrystalline.
Vitu vya monocrystalline vinakata kutokana na ingoti moja, wakati vitu vya polycrystalline vinajengwa kutokana na vifaa vilivyokuwa na miundombinu mingi.
Kinga na current ya kitu kimo kimo ni chache, kawaida kulingana na 0.6V na 0.8A tofauti. Ili kupunguza matumizi, vitu huunganishwa kwa njia mbalimbali. Kuna njia tatu muhimu za kunganisha vitu vya PV:
Unganisho wa Vitu vya PV Upande
Katika mfumo wa upande, kinga ya vitu husibana, lakini total current huhongezeka mara mbili (au kulingana na idadi ya vitu). Mzunguko wa vitu vinginekana kwenye vitu vya PV vilivyounganishwa upande unatarajiwa chini.
Unganisho wa Vitu vya PV Upande na Mstari
Katika mfumo wa upande na mstari, kinga na current zihongezeka kulingana. Panel za solar zinajengwa kutumia mfumo huu wa kunganisha vitu ili kupata output wa nguvu zaidi.
Module ya solar hutengenezwa kwa kunganisha vitu vidogo. Kutenganisha modules kadhaa hutegemea kama panel ya solar.
Kazi ya Kitu cha PV
Wakati mwanga unafika katika vifaa vya semikonduktori, unaweza kupita au kurudia. Vitu vya PV vinajengwa kutokana na vifaa vya semikonduktori—vifaa vilivyosimamiwa si kama conductors bora na insulators. Tabia hii hutengeneza kwa kutosha kwa kutengeneza nishati ya mwanga kuwa nishati ya umeme.
Wakati semikonduktori anachukua mwanga, elektroni zake zianza kutokea. Hii hutokea kwa sababu mwanga unajumuisha packets madogo vya nishati vilivyovunjika kwa jina la photons. Wakati elektroni huchukua photons, wanapata nguvu na wanafanya kwa kutembea ndani ya vifaa. Electric field ya ndani hutoletea watu hawa kutembea kwa mstari moja, kutengeneza current. Electrodes ya metal katika semikonduktori hutoa fursa ya current kukwenda nje.
Tafuta chini inaonyesha kitu cha silicon PV kilichounganishwa na mshindi wa resistance. Kitu chenye sivu za P-type na N-type semikonduktori vilivyowekwa kujenga PN junction.
Junction ni interface kati ya vifaa vya p-type na n-type. Wakati mwanga unafika kwenye junction, elektroni zinapiga kwa upinde kwa upinde.
Jinsi Vitu vya Solar Vinavyowekezwa katika Plant ya Solar Power?
Vifaa kama tracker wa maximum power point (MPPTs), inverters, charge controllers, na batteries vinatumika kubadilisha solar radiation kuwa voltage ya umeme.
Tracker wa Maximum Power Point (MPPT)
MPPT ni mikono ya digital yanayofuatilia position ya jua. Tangu ufanisi wa kitu cha PV kunategemea intensity ya sunlight, ambayo hupata mabadiliko siku nzima kutokana na mzunguko wa dunia, MPPTs huweka muda wa panel kwa kutengeneza light absorption na power output.
Charge Controller
Charge controller huweka kinga kutokana na panel ya solar na kukuzuia battery kutoka kwa overcharging au overvoltage, kutengeneza usalama na matumizi sahihi.
Inverter
Inverter hunabadilisha direct current (DC) kutokana na panels kwa alternating current (AC) kwa kutumia appliances standard, ambazo zinahitaji AC power.
