Solarenergie ist heute eine der erschwinglichsten erneuerbaren Energiequellen. Und wie erzeugen Sonnenkollektoren tatsächlich Strom? Hier der Prozess wurde entmystifiziert.
Grundlegende Solarkomponenten
Um zu verstehen, wie Solarmodule funktionieren, müssen Sie verstehen, wie sie hergestellt werden. Viele Solarmodule verwenden Silizium, eines der am häufigsten vorkommenden Elemente auf der Erde. ; Da es jedoch schwierig und teuer ist, Siliziumkristalle geeigneter Qualität herzustellen, werden Heimsolarsysteme normalerweise aus ähnlichen, aber weniger teuren Materialien wie Kupfer, Indium, Gallium und Selenid (CIGS) hergestellt. ;1 Diese sind nicht so effizient wie hochwertiges Silizium, liefern aber dennoch ausreichend Strom zu einem vernünftigen Preis.
Während der Herstellung werden kleine Mengen anderer Elemente eingeführt, um die elektrischen Eigenschaften der Siliziumatome zu verändern. Streifen aus negativem (n-leitendem) Silizium, das ein zusätzliches Elektron enthält und positives (p-leitendes) Silizium, dem ein Elektron fehlt, werden sandwichartig zusammengefügt. Die Kombination bildet eine Photovoltaikzelle. Und wenn mehrere Photovoltaikzellen nebeneinander platziert werden andere unter Glas, sie geben uns gemeinsame Sonnenkollektoren.
In jedem Solarpanel befindet sich eine leitfähige Metallplatte, die durch Drähte verbunden ist, die zu einem abgesicherten Array-Combiner führen. Energie aus dem Array wird durch einen Wechselrichter geleitet, der anfänglichen Gleichstrom in der elektrische Wechselstrom, der benötigt wird, um künstliche Strukturen mit Strom zu versorgen.
Umwandlung von Sonnenenergie in Strom
Sichtbares Sonnenlicht besteht aus unsichtbaren Teilchen, die Photonen genannt werden. Diese haben Energie, aber keine Ruhemasse. Wenn die Photonen mit anderen Teilchen kollidieren, ihre Energie wird je nach Art der Atome, die sie berühren, in andere Formen umgewandelt. Die meisten Kollisionen erzeugen nur Wärme.
Strom kann aber auch entstehen, wenn die Photonen Elektronen in den Atomen so stark erregen, dass sie freigesetzt werden und sich frei bewegen können. Die n- Siliziumelektronen vom p-Typ suchen nach denen im p-Typ-Silizium, um ihre fehlenden Elektronen zu ersetzen und den Strom zwischen den beiden Typen zu erzeugen.
Die bemerkenswerten Eigenschaften von Halbleitern wie Silizium ermöglichen es, die elektrischen Ungleichgewichte aufrechtzuerhalten. Das bedeutet eine konstante Stromversorgung, solange Photonen auf die Solarmodule treffen. Der Strom wird über Kabel gesammelt und vom System transportiert.
4 Faktoren, die die Solarstromerzeugung beeinflussen
Haushalte müssen während und nach der Installation ihrer privaten Solarsysteme vier Schlüsselfaktoren berücksichtigen.
1. Schatten. Sonnenkollektoren im Schatten erzeugen nicht die gleiche Energiemenge wie solche in direktem Sonnenlicht. < /span >3 Wenn Ihr Dach aufgrund von nicht beschnittenen Bäumen oder Gebäuden keine Sonne hat, dann möglicherweise keine Solarenergie Ihre beste Wahl.
2. Saisonalität. Wie das Wetter variiert auch die Solarenergieerzeugung von Tag zu Tag und Monat zu Monat. Bewölkt Wintertag 4 wird nicht so produktiv sein wie ein sonniger Sommertag. Aber es ist wichtig, sich auf das ganzjährige Bild zu konzentrieren. Zum Beispiel kann Schnee manchmal Licht reflektieren und die PV-Leistung verbessern. In Wirklichkeit wird ein kalter Monat also nur dann zu einem Gegenspieler der Sonne, wenn Schneematsch die Module bedeckt.
3. Neigung. Im Gegensatz zu einem Flipperautomaten können Sonnenkollektoren von einer guten Neigung profitieren. Die Ausrichtung Ihres Hauses Ausrichtung, die Lage, 5 und sogar die Neigung Ihres Daches haben einen erheblichen Einfluss darauf, wie gut eine Solaranlage für Privathaushalte funktioniert. Im Idealfall sollten Solarmodule im gleichen Winkel wie der Breitengrad stehen, in dem sie montiert sind. Plots zwischen 30 Grad und 45 Grad funktionieren normalerweisein den meisten Szenarien gut.
4. Azimut. Der Sonnenazimutwinkel ist die Himmelsrichtung, aus der das Sonnenlicht einfällt kommt . Am Nachmittag kommt das Sonnenlicht auf der Nordhalbkugel aus dem Süden und auf der Südhalbkugel aus dem Norden. Der falsche Azimutwinkel kann sich verringern the energy -Reduce the output of a solar panel in your home by up to 35%. Ein Nullazimut (gegenüber dem Äquator) ist normalerweise die beste Wahl.