Sola alielezea photovoltais na umeme

Seli za Photovoltaic hubadilisha mwanga wa jua kuwa umeme

Seli ya photovoltaic (PV), ambayo kwa kawaida huitwa seli ya jua, ni kifaa kisicho cha mitambo ambacho hugeuza mwanga wa jua moja kwa moja kuwa umeme. Baadhi ya seli za PV zinaweza kubadilisha mwanga bandia kuwa umeme.

Fotoni hubeba nishati ya jua

Mwangaza wa jua unaundwa na fotoni, au chembe za nishati ya jua. Fotoni hizi zina viwango tofauti vya nishati ambavyo vinalingana na urefu tofauti wa mawimbi

A

Mtiririko wa umeme

Mwendo wa elektroni, kila moja ikiwa na chaji hasi, kuelekea sehemu ya mbele ya seli huleta usawa wa chaji ya umeme kati ya nyuso za mbele na nyuma za seli. Ukosefu huu wa usawa, kwa upande wake, huunda uwezo wa voltage kama vile vituo hasi na vyema vya betri. Kondakta za umeme kwenye seli huchukua elektroni. Wakati kondakta zimeunganishwa kwenye mzunguko wa umeme kwa mzigo wa nje, kama vile betri, umeme hutiririka kwenye mzunguko.

Ufanisi wa mifumo ya photovoltaic inatofautiana na aina ya teknolojia ya photovoltaic

Ufanisi ambapo seli za PV hubadilisha mwanga wa jua kuwa umeme hutofautiana kulingana na aina ya nyenzo za semiconductor na teknolojia ya seli za PV. Ufanisi wa moduli za PV zinazopatikana kibiashara ulikuwa wa wastani chini ya 10% katikati ya miaka ya 1980, uliongezeka hadi karibu 15% kufikia 2015, na sasa unakaribia 20% kwa moduli za kisasa za sanaa. Seli za majaribio za PV na seli za PV kwa ajili ya masoko maalum, kama vile satelaiti za anga za juu, zimepata ufanisi wa karibu 50%.

Jinsi mifumo ya photovoltaic inavyofanya kazi

Seli ya PV ndio msingi wa ujenzi wa mfumo wa PV. Seli za kibinafsi zinaweza kutofautiana kwa ukubwa kutoka takriban inchi 0.5 hadi takriban inchi 4 kwa upana. Hata hivyo, seli moja huzalisha Wati 1 au 2 pekee, ambayo ni umeme wa kutosha tu kwa matumizi madogo, kama vile vikokotoo vya kuwasha nguvu au saa za mikono.

Seli za PV zimeunganishwa kwa umeme katika moduli ya PV iliyofungashwa, isiyo na hali ya hewa au paneli. Modules za PV hutofautiana kwa ukubwa na kwa kiasi cha umeme wanaweza kuzalisha. Uwezo wa kuzalisha umeme wa moduli ya PV huongezeka kwa idadi ya seli kwenye moduli au katika eneo la uso la moduli. Moduli za PV zinaweza kuunganishwa katika vikundi ili kuunda safu ya PV. Safu ya PV inaweza kujumuisha moduli mbili au mamia za PV. Idadi ya moduli za PV zilizounganishwa katika safu ya PV huamua jumla ya kiasi cha umeme ambacho safu inaweza kuzalisha.

Seli za Photovoltaic hutoa umeme wa sasa wa moja kwa moja (DC). Umeme huu wa DC unaweza kutumika kuchaji betri ambazo, kwa upande wake, vifaa vya nguvu vinavyotumia umeme wa sasa wa moja kwa moja. Takriban umeme wote hutolewa kama mkondo wa kubadilisha (AC) katika mifumo ya usambazaji na usambazaji wa umeme. Vifaa vinavyoitwa

Seli za PV na moduli zitatoa kiwango kikubwa cha umeme wakati zinatazama jua moja kwa moja. Moduli za PV na safu zinaweza kutumia mifumo ya ufuatiliaji ambayo husogeza moduli ili kukabili jua kila wakati, lakini mifumo hii ni ghali. Mifumo mingi ya PV ina moduli katika nafasi isiyobadilika na moduli zikitazama kusini moja kwa moja (katika ulimwengu wa kaskaziniâmoja kwa moja kaskazini katika ulimwengu wa kusini) na katika pembe inayoboresha utendaji wa kimwili na kiuchumi wa mfumo.

Seli za nishati ya jua za photovoltaic zimepangwa katika paneli (moduli), na paneli zinaweza kupangwa katika safu za ukubwa tofauti ili kuzalisha kiasi kidogo hadi kikubwa cha umeme, kama vile kuwezesha pampu za maji kwa ajili ya maji ya mifugo, kwa ajili ya kutoa umeme kwa nyumba, au kwa matumizi- kuongeza uzalishaji wa umeme.

Chanzo: Maabara ya Kitaifa ya Nishati Jadidifu (iliyo na hakimiliki)

Maombi ya mifumo ya photovoltaic

Vikokotoo vya nguvu vya mifumo ya photovoltaic na saa za mikono. Mifumo mikubwa zaidi inaweza kutoa umeme wa kusukuma maji, kwa vifaa vya mawasiliano vya nguvu, kusambaza umeme kwa nyumba moja au biashara, au kuunda safu kubwa zinazosambaza umeme kwa maelfu ya watumiaji wa umeme.

Baadhi ya faida za mifumo ya PV ni

â¢Mifumo ya PV inaweza kusambaza umeme katika maeneo ambayo mifumo ya usambazaji umeme (laini za umeme) haipo, na inaweza pia kusambaza umeme kwa
â¢Safu za PV zinaweza kusakinishwa haraka na kuwa za ukubwa wowote.
â¢Athari za kimazingira za mifumo ya PV iliyo kwenye majengo ni ndogo.

Chanzo: Maabara ya Kitaifa ya Nishati Jadidifu (iliyo na hakimiliki)

Chanzo: Maabara ya Kitaifa ya Nishati Jadidifu (iliyo na hakimiliki)

Historia ya photovoltais

Kiini cha kwanza cha vitendo cha PV kilitengenezwa mnamo 1954 na watafiti wa Simu ya Bell. Kuanzia mwishoni mwa miaka ya 1950, seli za PV zilitumiwa kuwasha satelaiti za anga za juu za U.S. Mwishoni mwa miaka ya 1970, paneli za PV zilikuwa zikitoa umeme kwa mbali, au

Utawala wa Taarifa za Nishati wa Marekani (EIA) unakadiria kuwa umeme unaozalishwa katika mitambo ya PV ya kiwango cha matumizi uliongezeka kutoka kilowatthours (kWh) milioni 76 mwaka wa 2008 hadi bilioni 69 (kWh) mwaka wa 2019. Mitambo ya matumizi ya umeme ina angalau kilowati 1,000 (au megawati moja) ya uwezo wa kuzalisha umeme. EIA inakadiria kuwa kWh bilioni 33 zilizalishwa na mifumo midogo ya PV iliyounganishwa na gridi ya taifa mwaka wa 2019, kutoka kWh bilioni 11 mwaka wa 2014. Mifumo midogo ya PV ni mifumo ambayo ina chini ya megawati moja ya uwezo wa kuzalisha umeme. Nyingi ziko kwenye majengo na wakati mwingine huitwa