Una visió general de les idees principals darrere de les fonts d'energia fotovoltaica
Classificació sistemàtica en grups
Hi ha dos tipus de sistemes fotovoltaics: els que funcionen sense estar connectats a la xarxa elèctrica i els que sí que ho estan.
1. Un sistema fotovoltaic independent també es coneix com a opció fora de la xarxa. Un mòdul de cèl·lules solars, un motor i un acumulador constitueixen les parts principals del sistema. Cal configurar un convertidor de CA per alimentar una càrrega que utilitza corrent altern (CA). Les plantes fotovoltaiques autònomes inclouen una gamma de sistemes d'energia autosuficients, com ara sistemes d'energia solar domèstica, sistemes d'energia de pobles rurals i sistemes d'energia fotovoltaica amb bateries d'emmagatzematge. Aquests sistemes poden funcionar sols i s'utilitzen per a moltes coses, com ara alimentar senyals de contacte, protegir contra càtodes i il·luminar els carrers amb energia solar.
2. Una opció d'energia connectada a la xarxa canvia l'energia de corrent continu generada pels panells solars en energia de corrent altern que funciona amb la xarxa elèctrica de la ciutat. Això permet que es connecti directament a la xarxa pública. Aquestes es poden anomenar unitats "connectades a la xarxa", i poden tenir o no bateries. El sistema d'alimentació que està connectat a la xarxa i té acumuladors es pot programar fàcilment per connectar-se o desconnectar-se de la xarxa segons calgui. Els sistemes fotovoltaics connectats a la xarxa per a les llars solen tenir acumuladors. Els sistemes més grans, en canvi, solen tenir sistemes fotovoltaics connectats a la xarxa sense acumuladors, que no es poden programar i no tenen energia de reserva. Les grans centrals fotovoltaiques que estan connectades a la xarxa elèctrica nacional s'utilitzen per a la creació d'energia solar connectada a la xarxa. L'energia d'aquestes plantes va directament a les llars i les empreses a través de la xarxa. Invertir diners en aquest tipus de central elèctrica, en canvi, costa molt, triga molt de temps a construir-se, ocupa molt d'espai i no ha vist gaire progrés últimament. La majoria de les centrals fotovoltaiques connectades a la xarxa són centrals fotovoltaiques connectades a la xarxa a petita escala i disperses, com els panells solars integrats als edificis. Això és degut a que requereix pocs diners per construir-lo, es pot fer ràpidament, té poc impacte i té un fort suport polític.
peces de maquinari
Un sistema d'energia fotovoltaica inclou un panell solar, una bateria d'emmagatzematge, un controlador de càrrega i descàrrega, un inversor, una caixa de distribució de CA, un sistema de control de seguiment solar i altres parts importants.
Certes eines funcionen d'aquesta manera:
dispositiu d'energia solar
La llum, com la del sol o altres fonts de llum, fa que la cèl·lula absorbeixi energia i creï una càrrega estranya en ambdós extrems. El nom d'això és "tensió fotogenerada". Molta gent anomena aquest efecte efecte fotoelèctric. Perquè la llum es converteixi en electricitat, ha d'haver-hi una força electromotriu entre els dos extrems d'una cèl·lula solar. El nom d'això és efecte solar. És més fàcil convertir l'energia en una altra cosa amb l'ajuda de cèl·lules solars. Les cèl·lules solars estan formades per tres tipus diferents de cèl·lules de silici: cèl·lules solars de silici amorf, cèl·lules solars de silici policristal·lí i cèl·lules solars de silici monocristal·lí.
Una bateria que emmagatzema energia
Quan el conjunt de cèl·lules solars està encès, el model d'utilitat pot emmagatzemar l'energia que genera i enviar-la a la càrrega en qualsevol moment del dia. Perquè les cèl·lules solars generin energia, han de ser barates, durar molt de temps, suportar bé les descàrregues intenses, carregar-se ràpidament i necessitar poc o cap manteniment. També han de poder funcionar en una àmplia gamma de temperatures.
Controls de càrrega i descàrrega
Sense cap ajuda vostra, aquesta eina pot evitar que les bateries es carreguin o es descarreguin massa ràpidament. Quantes vegades i amb quina profunditat es descarrega una bateria determina quant de temps durarà. Per això és molt important tenir un monitor de càrrega i descàrrega que pugui evitar que la bateria tingui massa o massa poca energia.
La corrent altern és el contrari de la corrent continu, i un generador transforma la corrent continu en corrent altern.
Quelcom que converteix el corrent continu en corrent altern. La càrrega és de corrent altern, però les cèl·lules solars i les bateries són de corrent continu, per la qual cosa cal un interruptor. Segons el seu funcionament, l'inversor es pot dividir en dos grups: un inversor solar que funciona sol i un que està connectat a la xarxa elèctrica. Si només utilitzeu cèl·lules solars per generar electricitat, podeu alimentar una càrrega diferent amb un generador autònom. El transformador solar que està connectat a la xarxa elèctrica és el que fa que el sistema d'energia solar funcioni amb la xarxa. Els inversors vénen en dos tipus diferents: inversors d'ona sinusoidal i inversors d'ona quadrada. És senzill i barat fer un circuit convertidor d'ona quadrada, però té un component harmònic gran. Normalment s'utilitza per a necessitats harmòniques d'uns quants centenars de watts o menys. Els inversors d'ona sinusoidal són cars, però poden alimentar moltes tasques diferents.
Un dispositiu que controla el seguiment solar
L'angle de la llum del Sol canvia al llarg de l'any a mesura que el sol surt i es pon a la primavera, l'estiu, la tardor i l'hivern. Això és degut a que els sistemes es troben en una ubicació fixa. Perquè funcionin millor, les cèl·lules solars sempre han d'estar orientades cap al sol. Ara mateix, el dispositiu de seguiment solar ha d'utilitzar la seva longitud i latitud per esbrinar quin angle té el Sol en diferents èpoques de l'any, etc., el PLC, el microcontrolador o el programari informàtic mantindran la ubicació del Sol en tot moment de l'any. Això es fa calculant la ubicació del Sol per aconseguir el seguiment. S'utilitza la teoria de dades informàtiques i necessita les dades i la configuració de longitud i latitud de la Terra. Un cop configurat, no és fàcil de moure ni desmuntar; les dades i els paràmetres s'han de restablir cada vegada. Els principis, els circuits, la tecnologia i l'equip són complicats i les persones que no són professionals no els poden canviar fàcilment. Els seguidors solars intel·ligents es poden instal·lar en cotxes i trens ràpids, així com en vaixells, marines, vehicles d'emergència de comunicació i vehicles de guerra especials. El seguidor solar intel·ligent pot assegurar-se que el sistema es mantingui en el rumb del Sol independentment d'on vagi o com giri.
Què pots fer amb l'energia solar
L'efecte fotovoltaic de la interacció dels semiconductors és l'essència de la generació d'energia fotovoltaica (FV). Converteix la llum en electricitat. Una cèl·lula solar és la part més important. Es poden fabricar mòduls solars de gran superfície col·locant cèl·lules solars en fila i protegint-les. Aquests mòduls es poden ajuntar amb controladors de potència i altres peces per crear un dispositiu de generació d'energia fotovoltaica. La FV és millor perquè es pot utilitzar en més llocs, ja que el sol brilla a tot arreu. Altres avantatges del sistema FV són que és segur i fiable, no fa soroll ni contamina, no utilitza combustible i es poden instal·lar línies de cable in situ, cosa que accelera el procés de construcció. L'energia fotovoltaica utilitza cèl·lules solars per convertir directament la llum solar en electricitat, basant-se en la idea de l'efecte fotovoltaic. Un sistema d'energia fotovoltaica està format principalment per panells solars (també anomenats mòduls), controladors i inversors. Es pot utilitzar sol o connectat a la xarxa elèctrica. Com que la majoria d'aquestes parts són elèctriques i no mecàniques, els equips fotovoltaics estan molt ben fabricats, són fiables, duradors i fàcils de configurar i mantenir. La tecnologia fotovoltaica es podria utilitzar per a qualsevol cosa, des d'alimentar naus espacials fins a llars, des de jocs fins a centrals elèctriques a escala de megawatts, i més.
Les cèl·lules solars, que es presenten en oblies com el silici monocristal·lí, el silici policristal·lí, el silici amorf i les cèl·lules de pel·lícula fina, són les parts més bàsiques de la fotovoltaica solar. Actualment, les bateries monocristallines i policristallines són les bateries amorfes més populars per a sistemes petits i per a l'alimentació de reserva dels ordinadors.
