Fotowoltaika

Fotowoltaiczny panel słoneczny jest elementem, który wychwytuje promieniowanie słoneczne i jest odpowiedzialny za przekształcenie energii słonecznej w energię elektryczną dzięki efektowi fotowoltaicznemu. Panele fotowoltaiczne składają się z ogniw fotowoltaicznych.

Zasadniczo moduł lub panel fotowoltaiczny składa się z połączenia ogniw fotowoltaicznych.  Ta kombinacja jest zamknięta w dwóch warstwach między przednią taflą szkła a tylną warstwą termoplastycznego polimeru lub innej tafli szkła.  Tafla jest używana, gdy chcesz uzyskać moduły o pewnym stopniu przezroczystości.  Ten zestaw elementów jest zwykle oprawiony w anodowaną konstrukcję aluminiową.  Celem tej konstrukcji aluminiowej jest zwiększenie wytrzymałości mechanicznej zespołu i ułatwienie zakotwiczenia modułu fotowoltaicznego do konstrukcji wsporczych.

Ogniwa fotowoltaiczne najczęściej stosowane w panelach fotowoltaicznych to krzem i można je podzielić na trzy podkategorie:

• Monokrystaliczne krzemowe ogniwa fotowoltaiczne składają się z jednego kryształu krzemu.  Ten typ komórek ma jednolity ciemnoniebieski kolor.
• Ogniwa fotowoltaiczne z krzemu polikrystalicznego lub wielokrystalicznego krzemu składają się z zestawu kryształów krzemu, co wyjaśnia, dlaczego ich wydajność jest nieco niższa niż w przypadku ogniw monokrystalicznych.
• Amorficzne ogniwa krzemowe.  Są mniej wydajne niż ogniwa z krzemu krystalicznego, ale także tańsze.  Ten typ ogniwa jest stosowany na przykład w aplikacjach takich jak kalkulatory lub małe urządzenia, które nie wymagają dużej ilości energii.

Falownik jest urządzeniem elektronicznym, które przekształca generowany prąd stały w prąd przemienny.

Fotowoltaiczny panel słoneczny dostarcza energię elektryczną w postaci prądu stałego.  Prąd ten można przekształcić w prąd przemienny za pomocą falownika prądowego i wprowadzić do sieci elektrycznej lub wewnętrznej.

Uproszczony proces wyglądałby następująco: Energia jest wytwarzana przy niskim napięciu (380–800 V) i prądzie stałym.  Przetwarzany jest za pomocą falownika AC na prąd przemienny.  W instalacjach o mocy poniżej 100 kW energia jest wtryskiwana bezpośrednio do sieci dystrybucyjnej niskiego napięcia (400 woltów w trójfazowym lub 230 woltów w jednofazowym).  W przypadku mocy większych niż 100 kW transformator służy do zwiększenia energii przy średnim napięciu (do 36 kV) i jest wprowadzany do sieci transportowych w celu późniejszego zasilania.

Układy fotowoltaiczne podłączone do sieci Trackery słoneczne to mechanizmy, które kierują pozycją paneli fotowoltaicznych zgodnie z pozycją Słońca w celu zwiększenia ich wydajności.  Jego użycie jest dość powszechne w produkcji energii słonecznej.

Urządzenia śledzące energię słoneczną umożliwiają znaczny wzrost produkcji energii słonecznej, około 30% w przypadku pierwszego i 6% w przypadku drugiego, w miejscach o wysokim bezpośrednim promieniowaniu.

Istnieje kilka rodzajów monitorów słonecznych:

• Lokalizatory słoneczne o dwóch osiach: powierzchnia panelu fotowoltaicznego jest zawsze prostopadła do słońca.
• Lokalizatory biegunowe na osi biegunowej: powierzchnia panelu słonecznego obraca się na osi skierowanej na południe, nachylonej pod kątem równym szerokości geograficznej.  Obrót jest regulowany w taki sposób, że normalna do powierzchni pokrywa się w dowolnym momencie z południkiem Ziemi zawierającym Słońce.
• Solarne urządzenia śledzące na osi azymutalnej: powierzchnia obraca się wokół osi pionowej, kąt powierzchni jest stały i równy szerokości geograficznej.  Obrót jest regulowany w taki sposób, że normalna do powierzchni pokrywa się w dowolnym momencie z lokalnym południkiem zawierającym słońce.
• Urządzenia śledzące energię słoneczną na osi poziomej: powierzchnia obraca się na osi poziomej i jest zorientowana z północy na południe.  Obrót jest regulowany w taki sposób, że normalna do powierzchni pokrywa się w dowolnym momencie z południkiem Ziemi zawierającym Słońce.