太陽光発電
太陽光が太陽電池に直接当たることで生成される電力はソーラー電力と呼ばれます。
ソーラー電力
太陽光が太陽電池に当たると、ソーラー電力が生成されます。これがPV（Photo Voltaic）ソーラーまたはフォトボルタイクソーラーと呼ばれる理由です。
ソーラー電力の原理
太陽エネルギーを使用した電力の発電は、太陽エネルギーに依存しており、フォトボルタイク効果に基づいています。フォトボルタイク効果では、半導体PN接合が太陽光に曝露されることで電位を生成します。そのため、N型半導体層を非常に薄く作ります。これは1μm未満の厚さです。上層はN層で、一般的にセルのエミッターと呼ばれます。
下層はP型半導体層で、上層のN層よりもはるかに厚いです。これは100μm以上になることもあります。この下層はセルのベースと呼ばれています。これらの2つの層の接合部には、固定イオンにより枯渇領域が形成されます。
太陽光がセルに当たると、それは容易にPN接合まで到達します。PN接合は太陽光線の光子を吸収し、結果として接合部で電子-正孔対を生成します。実際、光子に関連するエネルギーが半導体原子の価電子を励起し、それらの電子が価電子帯から伝導帯に飛び移り、各々の後ろに正孔を残します。
自由電子は、枯渇領域にあると、枯渇領域内の正イオンの吸引力によって容易に上層のN層へと通過します。同様に、枯渇領域にある正孔は、枯渇領域内の負イオンの吸引力によって容易に下層のP層へと通過します。この現象により、層間で電荷差が生じ、小さな電位差が生じます。
このようなN型とP型半導体材料の組み合わせで、太陽光において電位差を生成する単位は太陽電池と呼ばれます。通常、シリコンがこのような太陽電池の半導体材料として使用されます。
セルに取り付けられた導電性金属ストリップは、太陽電池またはフォトボルタイクセルが望む電力を生成する能力はありません。代わりに、非常に小さな量の電力を生成します。したがって、必要なレベルの電力を抽出するために、必要な数のセルを並列および直列に接続して、太陽モジュールまたはフォトボルタイクモジュールを形成します。実際、太陽光だけが要因ではありません。主な要因は、光または光子ビームであり、太陽電池で電力を生成します。したがって、太陽電池は曇天時や月明かりでも動作しますが、電力生産率は入射光線の強度に依存するため、低くなります。
ソーラー電力の応用
ソーラー電力発電システムは、適度な量の電力を生成するのに役立ちます。システムは、自然の太陽光の強度が十分な限り動作します。ソーラーモジュールが設置される場所は、木や建物などの障害物がないようにする必要があります。そうでないと、ソーラーパネルに影が落ちてシステムの性能に影響します。一般的には、ソーラー電力は従来の電源の不実践的な代替手段であり、従来の電源の代替手段がない場合にのみ使用すべきだという見方があります。しかし、実際はそうではありません。多くの場合、ソーラー電力は他の従来の代替手段よりもコスト効果が高い選択肢であることが示されています。
例： 例えば、地元の電力供給局からの供給点を取得するのが困難かつ高価な遠隔地の庭、小屋、ガレージなど、標準的な電力供給点がない場所にソーラーライトまたはソーラーパワー源を設置することは常に経済的です。ソーラー電力システムは、電力会社からの不要な停電に苦しむことなく、より信頼性が高く途切れることなく稼働します。中程度の電力需要のためにモバイル電力源を構築する場合、ソーラーモジュールは良い選択肢です。キャンプや屋外での作業に有用です。自分自身の目的のために、あるいは余剰エネルギーを顧客に販売するために緑色エネルギーを作成する最も効果的な手段ですが、商業規模での電力生産には投資とシステムの規模が大きく必要となります。
その場合、プロジェクトの面積は従来のものよりもはるかに大きくなります。ただし、ラップトップコンピュータ、ポータブルサイズのテレビ、ミニ冷蔵庫などの少数の照明器具や低消費電力の電気機器を動かすためにソーラー電力システムを使用するのは非常に適しています。ただし、高速ファン、ヒーター、洗濯機、エアコン、電動工具などの高消費電力の電気機器をソーラー電力で動かすのは全くもって経済的ではありません。そのような高エネルギーを生産するコストは予想以上に高いからです。さらに、あなたの敷地内で大規模なソーラーパネルを設置するためのスペースが不足しているかもしれません。
低コストのソーラーパネルの理想的な用途は、車両が動き出していないときにキャンピングカー、レクリエーションビークル、またはボートのバッテリーを充電することです。これらの車両が移動中にダイナモからのトリクル充電機能があることを前提にします。
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