solary elektryczne Moduł fotowoltaiczny
Moduł fotowoltaiczny - układ połączonych szeregowo lub szeregowo-równolegle ogniw słonecznych.
Maksymalna wartość generowanego napięcia dla pojedynczego ogniwa krzemowego nie przekracza 0,6 V, a moc osiąga wartość od 1 do 2 W. Dla zastosowań praktycznych wymagane jest znacznie wyższe napięcie elektryczne, dlatego właśnie pojedyncze ogniwa łączy się ze sobą tworząc w ten sposób moduły fotowoltaiczne.
W większości modułów fotowoltaicznych materiałem półprzewodnikowym jest krzem w postaci płytek monokrystalicznych lub polikrystalicznych. W związku z ograniczoną globalną dostępnością krzemu oraz rosnącym popytem na ten surowiec, zwiększa się produkcja modułów fotowoltaicznych cienkowarstwowych, do produkcji których jest używany krzem amorficzny, diselenek indowo-miedziowy oraz tellurek kadmu. Technologia cienkowarstwowa charakteryzuje się tym, że mocno redukuje się zużycie wykorzystanych w niej materiałów, a całość modułu jest zbudowana z jednego ogniwa1.
Źródło: https://pl.wikipedia.org/wiki/Modu%C5%82_fotowoltaiczny
Zasada działania fotoogniwa
Fotoogniwo jest zbudowane z półprzewodnika i tworzy złącze p-n, na które pada światło. Padające na złącze fotony o energii większej od szerokości przerwy energetycznej półprzewodnika powodują powstanie par elektron-dziura. Pole elektryczne wewnątrz półprzewodnika, związane z obecnością złącza p-n, przesuwa nośniki różnych rodzajów w różne strony. Elektrony trafiają do obszaru n, dziury do obszaru p. Rozdzielenie nośników ładunku w złączu powoduje powstanie na nim zewnętrznego napięcia elektrycznego. Ponieważ rozdzielone nośniki są nośnikami nadmiarowymi (mają nieskończony czas życia), a napięcie na złączu p-n jest stałe, oświetlone złącze działa jako ogniwo elektryczne, czyli takie, w którym źródłem prądu są reakcje chemiczne zachodzące między elektrodą a elektrolitem.
Źródło: https://pl.wikipedia.org/wiki/Ogniwo_s%C5%82oneczne#Zasada_dzia.C5.82ania
Czym jest promieniowanie słoneczne?
Do górnych warstw atmosfery Ziemi dociera promieniowanie słoneczne o natężeniu napromieniowania 1366,1 W/m? (patrz stała słoneczna). Oznacza to, że całkowita moc docierająca do atmosfery wynosi około 174 petawatów. Około 30% tej mocy jest odbijane natychmiast w kosmos, a kolejne 20% jest pochłaniane przez atmosferę. Do powierzchni Ziemi dociera około 89 petawatów, co oznacza średnio około 180 W/m?8. Moc ta nie jest rozmieszczona równomiernie: obszar oświetlony światłem padającym prostopadle z góry może otrzymać do 1000 W/m?, natomiast obszary, na których trwa noc, nie otrzymują bezpośrednio nic. Po uśrednieniu cyklu dobowego i rocznego najwięcej energii otrzymują obszary przy równiku, a najmniej obszary okołobiegunowe. Sumaryczna energia, jaka dociera do powierzchni poziomej w ciągu całego roku, wynosi od 600 kWh/(m?*rok) w krajach skandynawskich do ponad 2500 kWh/m?/rok w centralnej Afryce. W Polsce wynosi około 1100 kWh/(m?*rok).
Z 89 petawatów docierających do powierzchni, około 0,1% jest wykorzystywane przez rośliny w procesie fotosyntezy. Zmagazynowana w ten sposób energia jest źródłem zarówno żywności, jak i paliw kopalnych. Całkowita moc wykorzystywana przez ludzi stanowi około 18 terawatów, czyli około 0,02% mocy promieniowania słonecznego. Szacuje się, że wszystkie istniejące na Ziemi złoża węgla, ropy naftowej i gazu ziemnego zawierają łącznie około 430 ZJ energii, co odpowiada energii jaka dociera ze Słońca do Ziemi w ciągu 56 dni.
Cała energia promieniowania słonecznego pochłonięta przez Ziemię, również ta wykorzystana w jakikolwiek sposób przez rośliny i zwierzęta, przekształca się w ciepło, a następnie jest emitowana w postaci promieniowania podczerwonego w kosmos.
Źródło: https://pl.wikipedia.org/wiki/Energetyka_s%C5%82oneczna#Promieniowanie_s.C5.82oneczne