Wszyscy wiemy, że panele fotowoltaiczne (PV) przekształcają światło słoneczne w użyteczną energię elektryczną, ale niewiele osób zna prawdziwą naukę stojącą za tym procesem. W tym tygodniu na blogu zajmiemy się drobiazgową nauką związaną z energią słoneczną. Może się to wydawać skomplikowane, ale wszystko sprowadza się do efektu fotowoltaicznego; zdolność materii do emitowania elektronów podczas kąpieli w świetle. Za chwilę dowiesz się, jak działa panel fotowoltaiczny.
Podstawowe kroki w wytwarzaniu i przesyłaniu energii słonecznej
Światło słoneczne pada na panele słoneczne i tworzy pole elektryczne.
Wygenerowana energia elektryczna przepływa do krawędzi panelu i do przewodu przewodzącego.
Przewód przewodzący doprowadza prąd do falownika, gdzie jest przekształcany z prądu stałego na prąd przemienny, który jest używany do zasilania budynków.
Inny przewód transportuje prąd zmienny z falownika do panelu elektrycznego na posesji (nazywanego również wyłącznikiem), który w razie potrzeby rozprowadza energię elektryczną w całym budynku.
Wszelka energia elektryczna, która nie jest potrzebna do wytworzenia, przepływa przez licznik i do sieci energetycznej. Gdy energia elektryczna przepływa przez licznik, powoduje to, że licznik pracuje wstecz, przypisując twoją nieruchomość nadmierną produkcję.
Teraz, gdy mamy już podstawowe pojęcie o wytwarzaniu i przepływie energii słonecznej, przyjrzyjmy się bliżej nauce stojącej za panelem fotowoltaicznym słonecznym.
Nauka za ogniwami fotowoltaicznymi
Panele fotowoltaiczne składają się z wielu małych ogniw fotowoltaicznych – fotowoltaicznych, co oznacza, że mogą przekształcać światło słoneczne w energię elektryczną. Ogniwa te są wykonane z materiałów półprzewodzących, najczęściej krzemu, materiału, który może przewodzić prąd elektryczny przy zachowaniu nierównowagi elektrycznej potrzebnej do wytworzenia pola elektrycznego.
Kiedy światło słoneczne uderza w półprzewodnik w ogniwie fotowoltaicznym, energia światła w postaci fotonów jest absorbowana, wybijając pewną liczbę elektronów, które następnie swobodnie dryfują w ogniwie. Ogniwo słoneczne zostało specjalnie zaprojektowane z dodatnio i ujemnie naładowanymi półprzewodnikami umieszczonymi razem w celu wytworzenia pola elektrycznego. To pole elektryczne zmusza dryfujące elektrony do przepływu w określonym kierunku – w kierunku przewodzących płytek metalowych, które wyścielają ogniwo. Ten przepływ jest znany jako prąd energetyczny, a siła prądu określa, ile energii elektrycznej może wytworzyć każda komórka. Gdy luźne elektrony trafią na metalowe płytki, prąd jest następnie kierowany do przewodów, umożliwiając przepływ elektronów tak, jak w przypadku każdego innego źródła generowania elektryczności.
Ponieważ panel słoneczny generuje prąd elektryczny, energia przepływa przez szereg przewodów do falownika. Podczas gdy panele słoneczne generują prąd stały (DC), większość konsumentów energii elektrycznej potrzebuje prądu zmiennego (AC) do zasilania swoich budynków. Funkcją falownika jest zamiana prądu z prądu stałego na prąd przemienny, dzięki czemu jest on dostępny do codziennego użytku.
Po przekształceniu energii elektrycznej w stan użytkowy (zasilanie prądem zmiennym) jest ona przesyłana z falownika do panelu elektrycznego (zwanego również skrzynką przerywacza) i rozprowadzana w całym budynku zgodnie z potrzebami. Energia elektryczna jest teraz łatwo dostępna do zasilania lamp, urządzeń i innych urządzeń elektrycznych energią słoneczną.
Wszelka energia elektryczna, która nie jest zużywana przez skrzynkę przerywacza, jest przesyłana do sieci energetycznej przez licznik energii. Licznik mediów mierzy przepływ energii elektrycznej z sieci do Twojej nieruchomości i odwrotnie. Kiedy twój system energii słonecznej wytwarza więcej energii elektrycznej niż zużywasz na miejscu, ten licznik faktycznie działa wstecz i otrzymujesz kredyt za nadwyżkę energii elektrycznej wytworzonej w procesie pomiaru netto. Kiedy zużywasz więcej energii elektrycznej niż generuje twój panel słoneczny, pobierasz dodatkową energię elektryczną z sieci przez ten licznik, dzięki czemu działa normalnie. O ile nie wyszedłeś całkowicie z sieci poprzez rozwiązanie do magazynowania, będziesz musiał pobrać trochę energii z sieci, szczególnie w nocy, kiedy twój panel słoneczny nie produkuje. Jednak znaczna część tej energii sieciowej zostanie zrównoważona z nadwyżki energii słonecznej, którą wytwarzasz w ciągu dnia i w okresach mniejszego zużycia.
Chociaż szczegóły dotyczące energii słonecznej są wysoce naukowe, nie trzeba naukowca, aby przekazać korzyści, jakie instalacja słoneczna może przynieść właścicielowi firmy lub właścicielowi nieruchomości. Doświadczony deweloper energii słonecznej może przeprowadzić Cię przez te korzyści i pomóc w ustaleniu, czy rozwiązanie słoneczne jest odpowiednie dla Twojej firmy.