Principes en componenten van fotovoltaïsche energieopwekking door zonne-energie

Fotovoltaïsche energiegeneratie is een technologie die zonlicht rechtstreeks omzet in elektrische energie op basis van het principe van het fotovoltaïsche effect.

Het fotovoltaïsche systeem bestaat uit de volgende belangrijke componenten

1. Zonnepanelen (modules): Dit is het kernonderdeel van het fotovoltaïsche systeem, meestal samengesteld uit meerdere zonnecelmonomeren. Zonnecelmonomeren gebruiken het fotovoltaïsche effect om de ontvangen zonlichtenergie direct om te zetten in elektrische energie.

Kristallijne siliciumzonnecellen: Dit is het meest voorkomende type zonnecel, bestaande uit een kristallijne siliciumwafel met metalen rasterlijnen aan de bovenzijde en een metaallaag aan de onderzijde. De bovenkant van de cel is meestal bedekt met een antireflectiefilm om het reflectieverlies van licht te verminderen.

2. Omvormer: Zet de door het zonnepaneel gegenereerde gelijkstroom (DC) om in wisselstroom (AC), omdat huizen en industrieën doorgaans wisselstroom gebruiken. Bovendien is de omvormer ook verantwoordelijk voor de synchronisatie met het elektriciteitsnet om ervoor te zorgen dat de spanning en fase consistent zijn.

3. Controller: verantwoordelijk voor het beheer van de vermogensafgifte van het fotovoltaïsche systeem, het voorkomen van overladen en ontladen van de batterij, en het garanderen van de veilige en stabiele werking van het systeem.

4. Batterijpakket: In een op het elektriciteitsnet aangesloten fotovoltaïsch systeem wordt het batterijpakket gebruikt om overtollige elektrische energie op te slaan voor gebruik wanneer de zonne-energie onvoldoende is. Als er geen netaansluiting is, zijn batterijen nodig omdat ze elektriciteit kunnen opslaan voor gebruik 's nachts of op bewolkte dagen.

5. Beugelsysteem: wordt gebruikt om zonnepanelen te bevestigen en ervoor te zorgen dat de panelen zonlicht in de beste hoek kunnen ontvangen.

De kern van de opwekking van zonne-energie is eigenlijk heel eenvoudig, namelijk het omzetten van zonlicht in elektrische energie. Dit proces wordt bereikt door het "fotovoltaïsche effect".

Belangrijkste werkingsprincipes:

1. Fotonenabsorptie: Wanneer zonlicht op het oppervlak van zonnecellen schijnt (meestal gemaakt van halfgeleidermaterialen zoals silicium), absorberen de halfgeleidermaterialen in de cellen fotonen (energiedeeltjes in zonlicht).

2. Genereren van elektron-gatparen: De geabsorbeerde fotonenenergie zorgt ervoor dat elektronen in het halfgeleidermateriaal van de valentieband naar de geleidingsband springen, waardoor elektron-gatparen in de batterij worden gegenereerd. Deze elektronen en gaten zijn ladingsdragers en kunnen elektriciteit geleiden.

3. Ingebouwd elektrisch veld: In zonnecellen is er meestal een PN-overgang, een interface die bestaat uit een halfgeleider van het P-type en een halfgeleider van het N-type. Op de PN-overgang wordt een ingebouwd elektrisch veld gevormd als gevolg van de diffusie en recombinatie van elektronen en gaten.

4. Elektrische veldscheiding van ladingsdragers: Onder invloed van het ingebouwde elektrische veld zullen de gegenereerde elektronen-gatparen worden gescheiden. Elektronen zullen naar het N-type halfgeleidergebied worden geduwd, terwijl gaten naar het P-type halfgeleidergebied zullen worden geduwd.

5. Vorming van potentiaalverschil: Door de scheiding van elektronen en gaten wordt aan beide zijden van de batterij een potentiaalverschil gevormd, dat wil zeggen dat er een foto-gegenereerde spanning wordt gegenereerd.

6. Stroomopwekking: Wanneer de twee polen van de batterij via een extern circuit zijn verbonden, zullen elektronen door het circuit van de N-type halfgeleider naar de P-type halfgeleider stromen om een ​​stroom te vormen.

7. Omzetting in bruikbare elektrische energie: De elektronen die door de externe stroom stromen, kunnen de belasting van stroom voorzien of in de batterij worden opgeslagen voor later gebruik.

Kort gezegd is fotovoltaïsche energieopwekking het proces waarbij zonlicht wordt omgezet in elektrische energie, waarbij de elektronische eigenschappen van halfgeleidermaterialen worden gebruikt om potentiaalverschillen en stroom onder licht te genereren, waardoor energieconversie wordt bereikt. Deze technologie vereist geen brandstof en veroorzaakt geen vervuiling. Het is een schone en hernieuwbare manier van energieconversie.

Bent u geïnteresseerd in zonne-energie of overweegt u een zonne-energiesysteem te installeren, dan kunt u contact met ons opnemen.