Wie Solar-Elektro-Panels arbeiten

Wie Solar-Elektro-Panels arbeiten

Es gibt heute verschiedene Arten von Sonnenkollektoren auf dem Markt, aber der erste, der die Aufmerksamkeit der Hausbesitzer auf sich zieht, ist Photovoltaik. (PV). Die meisten industriellen oder kommerziellen Solarenergiekraftwerke verwenden reflektierende Spiegel, um die Sonnenstrahlen auf Superwärmefluide zu fokussieren, die wiederum Wasser erwärmen, um Dampf für traditionelle dampfbetriebene Turbinen zu erzeugen. PV-Zellen sind anders, weil sie Energie direkt von der Sonne in Elektrizität umwandeln, ohne einen Generator oder bewegliche mechanische Teile zu benötigen.

Der Prozess der Solarenergiegewinnung durch Photovoltaikzellen wurde in den 1950er Jahren entdeckt. In den späten 1960er Jahren wurde die Technologie im US Raumfahrtprogramm verwendet, um elektronische Geräte auf Satelliten im Orbit zu betreiben. Obwohl es viele neue Arten von PV-Zellen gibt, die entwickelt werden, sind zwei unterschiedliche Arten für den Heimgebrauch geeignet:

Kristalline Siliziumsolarzellen

Silizium ist das zweithäufigste Material auf der Erde und wird reichlich im Sand gefunden. Die hergestellten Siliziumkristalle werden auf ungefähr 300 Mikrometer (ein Mikrometer ist 1/1000.000 Meter dick) aufgeschnitten und beschichtet, um als ein Halbleiter zu arbeiten, um die Energie der Sonne einzufangen. Sonnenstrahlung (Sonnenschein) landet auf einer PV-Zelle, und während die Energie absorbiert wird, werden Elektronen freigesetzt und abgeführt. Der Elektronenfluss ist Grundelektrizität. Silizium-PV-Zellen sind nach wie vor der vorherrschende Stil von PV-Zellen auf dem Markt, erfordern jedoch mehr Material und Arbeitsaufwand als polykristalline PV-Zellen.

Dünnfilm-PV-Zellen

Dünnschicht-PV-Zellen verwenden entweder eine Alternative zu Silizium als Halbleiter oder amorphes Silizium. Dünnschicht-PV-Zellen haben den Vorteil, dass die Module relativ flexibel oder biegbar, in der Massenproduktion hergestellt und so konstruiert werden können, dass sie Baumaterialien wie Schindeln und Fassaden direkt abdecken. Obwohl Dünnfilm-PV-Zellen weniger Strom erzeugen als die standardmäßigen kristallinen Siliziumzellen, können sie bei schlechten Lichtverhältnissen und Bewölkung effizienter arbeiten.

PV Cell Output

Unabhängig vom Typ der PV-Zelle wird die elektrische Ausgangsleistung in Watt gemessen. Jede PV-Zelle kann so klein wie 3 Quadratzoll sein und nur wenige Watt Strom erzeugen. Um eine nützliche Menge an Energie zu gewinnen, werden Zellen miteinander verbunden, um Module zu schaffen, die die erkennbaren "Solarzellenplatten" sind. "Eine Reihe von miteinander verbundenen Modulen wird als Array bezeichnet. "Ein Array könnte zwei oder tausend Module haben, je nachdem, wie viel Strom erzeugt werden soll.

Umwandlung

Die PV-Zellen erzeugen Gleichstrom (DC), der für den Einsatz in der Wohnung in Wechselstrom (AC) umgewandelt werden muss. Die Umwandlung erfolgt, wenn der Strom durch einen Inverter gezogen wird. Betrachten Sie den Wechselrichter als die Lichtmaschine in Ihrem Auto, die Energie aus dem Generator nimmt und in nutzbaren Strom umwandelt.

Solarpanel-Stromspeicherung

Die Speicherung der von einem PV-Array erzeugten Elektrizität erfolgt durch Einspeisen des Stroms in eine Batterieschachtel.Außer in den extremsten und abgelegensten Gebieten ist dieser Ansatz für den durchschnittlichen Hausbesitzer jedoch weder praktisch noch kosteneffektiv. Die Größe des erforderlichen Feldes ist oft größer als das Haus aufnehmen kann, so dass Backup-Generatoren fast immer erforderlich sind, um einen gleichmäßigen Stromfluss während der dunklen Wintermonate aufrechtzuerhalten.

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Autor Des Artikels: Alexander Schulz. Unabhängiger Konstrukteur und technischer Experte. Arbeitserfahrung in der Baubranche seit 1980. Fachkompetenz in den Richtungen: Bau, Architektur, Design, Hausbau.

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