Офтобӣ фотоэлектрикҳо ва барқро шарҳ дод

Ҳуҷайраҳои фотоэлектрикӣ нури офтобро ба нерӯи барқ ​​табдил медиҳанд

Ҳуҷайраи фотоэлектрикӣ (PV), ки маъмулан ҳуҷайраи офтобӣ номида мешавад, як дастгоҳи ғайримеханикӣ мебошад, ки нури офтобро мустақиман ба нерӯи барқ ​​табдил медиҳад. Баъзе ҳуҷайраҳои PV метавонанд нури сунъиро ба нерӯи барқ ​​табдил диҳанд.

Фотонҳо энергияи офтобро интиқол медиҳанд

Нури офтоб аз фотонҳо ё зарраҳои энергияи офтобӣ иборат аст. Ин фотонҳо миқдори гуногуни энергия доранд, ки ба дарозии мавҷҳои гуногуни мавҷ мувофиқанд

А

Ҷараёни қувваи барқ

Ҳаракати электронҳо, ки ҳар кадоми онҳо заряди манфӣ доранд, ба сатҳи пеши ҳуҷайра номутаносибии заряди барқро байни сатҳи пеши ва қафои ҳуҷайра ба вуҷуд меорад. Ин номутавозунӣ, дар навбати худ, потенсиали шиддатро ба монанди терминалҳои манфӣ ва мусбати батарея ба вуҷуд меорад. Ноқилҳои электрикӣ дар ҳуҷайра электронҳоро ба худ мегиранд. Вақте ки ноқилҳо дар як занҷири барқ ​​​​ба бори беруна, ба монанди батарея пайваст мешаванд, дар занҷир қувваи барқ ​​​​ҷой мезанад.

Самаранокии системаҳои фотоэлектрикӣ вобаста ба намуди технологияи фотоэлектрикӣ фарқ мекунад

Самаранокӣ, ки дар он ҳуҷайраҳои PV нури офтобро ба нерӯи барқ ​​табдил медиҳанд, вобаста ба намуди маводи нимноқил ва технологияи ҳуҷайраи PV фарқ мекунад. Самаранокии модулҳои PV-и тиҷоратӣ дар миёнаҳои солҳои 1980 ба ҳисоби миёна камтар аз 10% буд, то соли 2015 тақрибан ба 15% афзоиш ёфт ва ҳоло барои модулҳои муосир ба 20% наздик мешавад. Ҳуҷайраҳои таҷрибавии PV ва ҳуҷайраҳои PV барои бозорҳои нишеӣ, ба монанди моҳвораҳои кайҳонӣ, тақрибан 50% самаранокӣ ба даст оварданд.

Чӣ тавр системаҳои фотоэлектрикӣ кор мекунанд

Ҳуҷайраи PV блоки асосии системаи PV мебошад. Ҳуҷайраҳои инфиродӣ метавонанд аз андозаи тақрибан аз 0,5 дюйм то 4 дюйм фарқ кунанд. Аммо, як ҳуҷайра танҳо 1 ё 2 Ватт истеҳсол мекунад, ки танҳо барои истифодаи хурд, масалан барои пур кардани ҳисобкунакҳо ё соатҳои дастӣ қувваи барқ ​​кофӣ аст.

Ҳуҷайраҳои PV дар модули PV ё панели бастабандишуда, аз обу ҳаво зич пайваст карда мешаванд. Модулҳои PV аз рӯи ҳаҷм ва миқдори қувваи барқ, ки онҳо истеҳсол карда метавонанд, фарқ мекунанд. Иқтидори тавлиди нерӯи барқи модули PV бо зиёд шудани шумораи ҳуҷайраҳо дар модул ё майдони сатҳи модул меафзояд. Модулҳои PV-ро метавон ба гурӯҳҳо пайваст кард, то массиви PV-ро ташкил кунад. Массиви PV метавонад аз ду ё садҳо модули PV иборат бошад. Шумораи модулҳои PV, ки дар массиви PV пайваст шудаанд, миқдори умумии нерӯи барқро, ки массив тавлид карда метавонад, муайян мекунад.

Ҳуҷайраҳои фотоэлектрикӣ ҷараёни мустақими барқро (DC) тавлид мекунанд. Ин нерӯи барқи доимиро барои пур кардани батареяҳо истифода бурдан мумкин аст, ки дар навбати худ дастгоҳҳои барқро, ки нерӯи барқи мустақимро истифода мебаранд. Қариб тамоми қувваи барқ ​​дар системаҳои интиқол ва тақсимоти барқ ​​​​ҳамчун ҷараёни тағйирёбанда (AC) дода мешавад. Дастгоҳҳо даъват карда шуданд

Ҳуҷайраҳои PV ва модулҳо вақте ки онҳо мустақиман ба офтоб рӯ ба рӯ мешаванд, миқдори зиёди нерӯи барқро тавлид мекунанд. Модулҳо ва массивҳои PV метавонанд аз системаҳои пайгирӣ истифода баранд, ки модулҳоро барои ҳамеша рӯ ба рӯ шудан бо офтоб ҳаракат мекунанд, аммо ин системаҳо гарон ҳастанд. Аксарияти системаҳои PV модулҳоро дар мавқеи устувор доранд, ки модулҳо мустақиман ба ҷануб (дар нимкураи шимолӣ – бевосита ба шимол дар нимкураи ҷанубӣ) нигаронида шудаанд ва дар кунҷе, ки фаъолияти физикӣ ва иқтисодии системаро оптимизатсия мекунад.

Ҳуҷайраҳои фотоэлектрикии офтобӣ дар панелҳо (модулҳо) гурӯҳбандӣ карда мешаванд ва панелҳоро метавон ба массивҳои андозаҳои гуногун гурӯҳбандӣ кард, то миқдори аз хурд то ба миқдори зиёди нерӯи барқ ​​истеҳсол кунад, масалан, барои насосҳои обӣ барои оби чорво, барои таъмини барқ ​​​​барои хонаҳо ё миқёси истеҳсоли нерӯи барқ.

Манбаъ: Лабораторияи миллии энергияи барқароршаванда (ҳуқуқи муаллифӣ)

Истифодаи системаҳои фотоэлектрикӣ

Хурдтарин системаҳои фотоэлектрикӣ ҳисобкунакҳои барқ ​​​​ва соатҳои дастӣ. Системаҳои калонтар метавонанд нерӯи барқро барои обкашӣ, таҷҳизоти алоқаи барқӣ таъмин кунанд, барои як хона ё тиҷорат таъмин кунанд ё массивҳои калонеро, ки ҳазорон истеъмолкунандагони нерӯи барқро бо нерӯи барқ ​​таъмин мекунанд, таъмин кунанд.

Баъзе бартариҳои системаҳои PV инҳоянд

â¢Системаҳои PV метавонанд дар ҷойҳое, ки системаҳои тақсимоти барқ ​​(хатҳои барқ) вуҷуд надоранд, қувваи барқро таъмин мекунанд ва инчунин метавонанд ба
⢠Массивҳои PV метавонанд зуд насб карда шаванд ва метавонанд ҳама гуна андоза дошта бошанд.
â¢Таъсири экологии системаҳои PV дар биноҳо хеле кам аст.

Манбаъ: Лабораторияи миллии энергияи барқароршаванда (ҳуқуқи муаллифӣ)

Манбаъ: Лабораторияи миллии энергияи барқароршаванда (ҳуқуқи муаллифӣ)

Таърихи фотоэлектрикҳо

Аввалин ҳуҷайраи амалии PV соли 1954 аз ҷониби тадқиқотчиёни Bell Telephone таҳия карда шуд. Аз охири солҳои 1950-ум сар карда, ҳуҷайраҳои PV барои интиқоли моҳвораҳои кайҳонии ИМА истифода мешуданд. Дар охири солҳои 1970-ум, панелҳои PV дар дурдаст қувваи барқро таъмин мекарданд

Маъмурияти иттилооти энергетикии ИМА (EIA) тахмин мезанад, ки нерӯи барқи тавлидшуда дар нерӯгоҳҳои барқии миқёси PV аз 76 миллион киловатт (кВт/соат) дар соли 2008 ба 69 миллиард (кВт/соат) дар соли 2019 афзоиш ёфтааст. як мегаватт) иқтидори тавлиди нерӯи барқ. EIA тахмин мезанад, ки дар соли 2019 аз 11 миллиард кВт/соат дар соли 2014 аз 11 миллиард кВт/соат системаҳои хурди PV-и ба шабака пайвастшуда 33 миллиард кВт/соат тавлид шудааст. Системаҳои хурди PV системаҳое мебошанд, ки камтар аз як мегаватт иқтидори тавлиди нерӯи барқ ​​доранд. Аксарияти онҳо дар биноҳо ҷойгиранд ва баъзан онҳо номида мешаванд