Sadržaj
Kada sjedite na plaži, plavo nebo koje vidite, toplina koju osjećate i valovi koje čujete svi imaju svoj izvor energije sunčeve svjetlosti.Fotonaponske solarne ćelije način su pretvaranja energije sunčeve svjetlosti u nešto drugo osim ugodnog dana odmora. Solarne ćelije pretvaraju energiju na suncu u električnu. Učinkovitost solarne ćelije je omjer količine električne energije koju proizvodi i količine solarne energije koja na nju udara.
efikasnost
Učinkovitost bilo kojeg postupka mjera je koliko dobro proces funkcionira. Odnosno, koliko truda trebate uložiti da biste dobili izlaz. Ponekad je učinkovitost teško kvantificirati, ali za solarne ćelije to je relativno jednostavno. Ulaz u solarnu ćeliju je sunčevo svjetlo, a izlaz električna energija. Tačnije, ulaz je energija sunčeve svjetlosti, a izlaz je energija u elektronima.
Fotoni i svjetlost
Na osnovnoj razini, svjetlost se sastoji od sićušnih paketa energije zvanih fotoni. U bilo kojem trenutku tijekom dana, milijuni fotona stupaju u interakciju sa solarnom ćelijom. Ti fotoni nose različite količine energije, ovisno o boji. Neki se fotoni odbijaju od solarne ćelije, neki prolaze kroz nju, a neki se apsorbiraju. Sudbina bilo kojeg fotona ovisi o njegovoj energiji - ili, što je ekvivalentno, njegovoj boji. Nemoguće je sa sigurnošću predvidjeti ponašanje bilo kojeg specifičnog fotona, ali moguće je izračunati vjerojatnost interakcije.
Apsorpcija svjetla
Velika većina solarnih ćelija načinjena je od poluvodiča. Jedna od značajki poluvodiča su energetske strukture koje se nazivaju "pojasevi". Elektroni na donjoj strani pojasa su zarobljeni na svom mjestu, dok se elektroni koji povećavaju energiju do gornje strane pojasa mogu slobodno kretati - uključujući slobodu da se potpuno isele iz poluvodiča i budu korisni u električnim krugovima , Najvjerovatnije se apsorbiraju fotoni koji nose energiju blisku veličini pojasa u solarnoj ćeliji. Da biste izračunali efikasnost, morate umnožiti energiju svakog fotona na njegovu vjerojatnost da bude apsorbiran i na vjerojatnost da se iz solarne ćelije napravi u električni krug. To je prilično složen izračun.
Mjerenje
Izračunavanje učinkovitosti iz prvih principa je nezgrapno, ali ako imate prave alate za mjerenje, proračun možete učiniti jednostavnijim. Pomoću radiometra možete izmjeriti gustoću snage na suncu. Umnožavanjem gustoće snage na površinu solarne ćelije dobiva se mjera solarne energije koja ulazi u solarnu ćeliju. Sljedeći korak ćete povezati krug sa promjenjivim otpornikom, strujnim senzorom i senzorom napona. Električna snaga je proizvod struje i napona, a mijenja se ovisno o količini opterećenja koju solarna ćelija vozi. Tako mijenjate otpor, računajući snagu na svakom koraku i pronalazite maksimalnu točku snage. Podijelite maksimalnu snagu električne energije prema solarnom ulazu i iskoristite solarnu ćeliju.