Günəş fotovoltaik enerji istehsalının prinsipləri və komponentləri

Fotovoltaik gücgenerasiya fotovoltaik effekt prinsipi əsasında günəş işığını birbaşa elektrik enerjisinə çevirən texnologiyadır.

Fotovoltaik sistem aşağıdakı mühüm komponentlərdən ibarətdir

1. Günəş panelləri (modullar): Bu, adətən çoxsaylı günəş batareyası monomerlərindən ibarət olan fotovoltaik sistemin əsas hissəsidir. Günəş batareyası monomerləri alınan günəş işığı enerjisini birbaşa elektrik enerjisinə çevirmək üçün fotovoltaik effektdən istifadə edirlər.

Kristal silisium günəş batareyaları: Bu, yuxarı səthdə metal tor xətləri olan kristal silisium vaflidən və aşağı səthdə metal təbəqədən ibarət günəş batareyasının ən çox yayılmış növüdür. Hüceyrənin yuxarı hissəsi işığın əks olunma itkisini azaltmaq üçün adətən əks əks etdirən filmlə örtülür.

2. İnverter: Günəş paneli tərəfindən yaradılan birbaşa cərəyanı (DC) alternativ cərəyana (AC) çevirir, çünki evlər və sənayelər adətən alternativ cərəyandan istifadə edirlər. Bundan əlavə, inverter həm də gərginliyin və fazanın ardıcıl olmasını təmin etmək üçün elektrik şəbəkəsi ilə sinxronizasiyadan məsuldur.

3. Nəzarətçi: Fotovoltaik sistemin enerji çıxışını idarə etmək, batareyanın həddindən artıq doldurulması və boşalmasının qarşısını almaq, sistemin təhlükəsiz və sabit işləməsini təmin etmək üçün cavabdehdir.

4. Batareya paketi: Şəbəkəyə qoşulmuş fotovoltaik sistemdə batareya dəsti günəş enerjisi qeyri-kafi olduqda istifadə üçün artıq elektrik enerjisini saxlamaq üçün istifadə olunur. Şəbəkə bağlantısı olmadıqda, batareyalar lazımdır, çünki onlar gecə və ya buludlu günlərdə istifadə üçün elektrik enerjisini saxlaya bilərlər.

5. Braket sistemi: günəş panellərini düzəltmək və panellərin günəş işığını ən yaxşı bucaq altında qəbul etməsini təmin etmək üçün istifadə olunur.

Günəş enerjisi istehsalının nüvəsi əslində çox sadədir, yəni günəş işığını elektrik enerjisinə çevirməkdir. Bu prosesə “fotovoltaik effekt” vasitəsilə nail olunur.

Əsas iş prinsipləri:

1. Fotonun udulması: Günəş işığı günəş hüceyrələrinin (adətən silisium kimi yarımkeçirici materiallardan hazırlanır) səthinə işıq saçdıqda, hüceyrələrdəki yarımkeçirici materiallar fotonları (günəş işığında enerji hissəcikləri) udur.

2. Elektron-deşik cütlərinin yaranması: Udulmuş foton enerjisi yarımkeçirici materialdakı elektronların valentlik zolağından keçiricilik zolağına sıçramasına səbəb olur və bununla da batareyada elektron-deşik cütləri əmələ gəlir. Bu elektronlar və dəliklər yük daşıyıcılarıdır və elektrik cərəyanını keçirə bilirlər.

3. Daxili elektrik sahəsi: Günəş batareyalarında adətən P tipli yarımkeçirici və N tipli yarımkeçiricidən ibarət interfeys olan PN qovşağı var. PN qovşağında elektronların və dəliklərin diffuziyası və rekombinasiyası hesabına daxili elektrik sahəsi yaranır.

4. Yük daşıyıcılarının elektrik sahəsinin ayrılması: Daxili elektrik sahəsinin təsiri altında yaranan elektron-deşik cütləri ayrılacaq. Elektronlar N tipli yarımkeçirici bölgəyə, deşiklər isə P tipli yarımkeçirici bölgəyə itələnəcək.

5. Potensial fərqin əmələ gəlməsi: Elektronların və dəliklərin ayrılması səbəbindən batareyanın hər iki tərəfində potensial fərq yaranır, yəni foto-generasiya gərginliyi yaranır.

6. Cərəyanın yaranması: Batareyanın iki qütbü xarici dövrə vasitəsilə birləşdirildikdə, elektronlar cərəyan yaratmaq üçün dövrə vasitəsilə N tipli yarımkeçiricidən P tipli yarımkeçiriciyə axacaq.

7. İstifadəyə yararlı elektrik enerjisinə çevrilmə: Xarici vasitəsilə axan elektronlar yükü gücləndirə və ya sonradan istifadə üçün akkumulyatorda saxlanıla bilər.

Bir sözlə, fotovoltaik enerji istehsalı günəş işığının elektrik enerjisinə çevrilməsi prosesidir, yarımkeçirici materialların elektron xüsusiyyətlərindən istifadə edərək işıq altında potensial fərq və cərəyan yaratmaq və bununla da enerjiyə çevrilməyə nail olmaqdır. Bu texnologiya yanacaq tələb etmir və çirklənmə yaratmır. Bu, enerjiyə çevrilmənin təmiz və bərpa olunan yoludur.

Əgər günəş enerjisi ilə maraqlanırsınızsa və ya günəş enerjisi sistemi qurmağı düşünürsünüzsə, bizimlə əlaqə saxlaya bilərsiniz.