Fotovoltaik yoki Quyosh elementi

Ta'rif

Fotovoltaik (PV) elementi, nur energiyasini elektr energiyasiga aylantiruvchi poluprovodnik qurilmasi. PV elementi tomonidan yaratilgan elektr potentsiali, tekishtirilayotgan nurning intensivligiga bog'liq. "Fotovoltaik" so'zi, nurga ("foto") asosan elektr potentsialini ("voltaik") yaratish imkoniyatidan kelib chiqqan.

Poluprovodnik materiallarda elektronlar kovalent ulamlar orqali bog'langan. Elektromagnit radiatsiya kichik energiya zarrachalari, ya'ni fotonlardan iborat. Fotonlar poluprovodnik materialga ta'sir qilganda, elektronlar energiyalanadi va boshlashadi.

Energizlangan bu elektronlar fotonektronlar deb ataladi, va elektronlarning chiqishi effekti fotoelektr effekt deb nomlanadi. Fotovoltaik elementning ishlash prinsipi fotoelektr effektiga asoslangan.

Fotovoltaik Elementning Qurilishi

Arsenid, indiy, kadmiy, silitsium, selen va galliy kabi poluprovodnik materiallardan PV elementlari ishlab chiqariladi. Silitsium va selen asosan elementlarni qurish uchun ishlatiladi.

Quyidagi misolda silitsium fotovoltaik elementning tuzilishi ko'rsatilgan:

• Elementning yuqori yuzi p-turli materialdan juda oz qatlamdan iborat bo'lib, shundan o'tagan nurga oson kirishi mumkin.

• P-turli va n-turli materialga metal aylaklar joylashtirilgan, ular mos ravishda musbat va manfiy chiqish terminali hisoblanadi.

Bitta PV elementlari monokristall yoki polikristall poluprovodnik materiallardan ishlab chiqariladi.

Monokristall elementlar bitta kristall ingotdan kesiladi, polikristall elementlar esa bir nechta kristall strukturalardan iborat materiallardan ishlab chiqariladi.

Bitta elementning chiqaradigan elektr potentsiali va jarayoni juda kam, har xil ravishda 0.6V va 0.8A. Samaradorlikni oshirish uchun, elementlar turli konfiguratsiyalarda birlashtiriladi. PV elementlarni ulash uchun uchta asosiy usul mavjud:

PV Elementlarning Parallel Birlashishi

Parallel konfiguratsiyada, elementlardagi elektr potentsiali o'zgarishsiz qoladi, ammo umumiy jarayon ikki barobar (yoki elementlar soniga proporsional holda oshadi). Parallel ulangan PV elementlarning xarakteristik chizig'i quyidagicha.

PV Elementlarning Seriya-Parallel Birlashishi

Seriya-parallel konfiguratsiyada, elektr potentsiali va jarayon hammasi proporsional holda oshadi. Quyosh paneli adolatli holda bu kombinatsiyada elementlardan tashkil topadi, yangi energiya chiqishini oshirish maqsadida.

Quyosh moduli, alohida quyosh elementlarini birlashtirish orqali yaratiladi. Bir nechta quyosh modullarining tarkibi quyosh paneli deb ataladi.

PV Elementning Ishlash Prinsipi

Nur poluprovodnik materialga ta'sir qilganda, uni o'tish yoki aynalta olishi mumkin. PV elementlari poluprovodniklardan tashkil topadi - bu materiallar ideal provodnik yoki izolyator emas. Bu xususiyat ularni nur energiyasini elektr energiyasiga aylantirishda juda samarali qiladi.

Poluprovodnik nurni jami qilganda, uning elektronlari boshlashadi. Bu sababli, nur kichik energiya paketlari, ya'ni fotonlardan iborat. Elektronlar fotonlarni jami qliganda, ular energizlanadi va material ichida harakat qilishni boshlaydi. Ichki elektr maydoni bu zarrachalarni bir tarafga harakat qiladi, jarayon yaratadi. Poluprovodnikdagi metall elektrodlar jarayonni chiqa oladi.

Quyidagi rasm silitsium PV elementini resistiv yukka ulanganini ko'rsatadi. Element P-turli va N-turli poluprovodnik qatlamlardan tashkil topadi, ular PN ulamini hosil qiladi.

Ulam, p-turli va n-turli materiallar orasidagi chegaradir. Nur ulamga ta'sir qilganda, elektronlar bir hududdan boshqa huduga harakat qilishni boshlaydi.
Quyosh Elementlari Quyosh Energetik Tashkilotida Qanday O'rnatiladi?
Eng maksimal quvvat nuqtasini kuzatuvchi (MPPT), invertor, zaryad boshqaruvchisi va batareya kabi qurilmalar quyosh radiatsiyasini elektr potentsiyaga aylantirish uchun ishlatiladi.

Maksimal Quvvat Nuqtasini Kuzatuvchi (MPPT)

MPPT, quyosh pozitsiyasini kuzatish uchun maxsus digital boshqaruvchi. PV elementning samaradorligi quyosh intensivligiga bog'liq, bu intensivlik Kunya Yer ning aylanishidan o'tgan kun davomida o'zgaradi, MPPT panelning orientatsiyasini o'zgartirib, nur absorbsiyasini va energiya chiqishini maksimal qilib boradi.

Zaryad Boshqaruvchisi

Zaryad boshqaruvchisi, quyosh panelidan kelib chiqqan elektr potentsiyani boshqaradi va batareyani o'rtacha zaryadlanishdan yoki o'rtacha potentsiyadan saqlaydi, xavfsiz va samarali energiya saqlashni ta'minlaydi.

Invertor

Invertor, panelidan kelib chiqqan doimiy jarayon (DC) energiyasini muntazam jarayon (AC) energiyasiga aylantiradi, standart qurilmalar uchun ishlatiladigan AC energiyani ta'minlaydi.