광전지는 햇빛을 전기로 어떻게 변환합니까?

태양광 에너지는 녹색 혁명을 주도하고 있습니다. 집에 태양광 발전(PV) 시스템을 설치하는 것을 고려하고 있다면 PV 전지가 어떻게 작동하는지 알 필요가 없습니다. 귀하의 태양광 계약자는 세부 사항을 알고 있으며 주어진 응용 프로그램에서 사용할 패널 유형을 알고 있습니다.

그러나 PV 시스템은 비용이 많이 들고 고객은 일반적으로 세부 사항에 대해 가능한 한 많이 알고 싶어합니다. 더 많이 이해할수록 자신의 의사 결정 과정이 더 나아질 것입니다.

표준 PV 전지는 2개의 고순도 실리콘 층이 있는 얇은 반도체 샌드위치입니다. 광전지 어레이는 상호 연결된 반도체 샌드위치의 거대한 매트릭스에 불과합니다. 사용 가능한 PV 시스템은 감전으로부터 사용자를 보호하고, 전기를 배터리 뱅크에 저장하고, 사람들이 집에서 사용하는 직류(DC)를 교류(AC)로 변환하는 모든 종류의 장비로 구성됩니다. 그러나 각 시스템의 핵심에는 간단한 변환 프로세스가 있습니다.

광전지는 빛을 전기로 바꿉니다.

기본 셀은 두께가 약 1/100인치이고 표면적이 광범위합니다. 일반적인 수명은 25년 이상이며 40년 이상 안정적으로 전기를 생산한 셀이 있습니다. 이러한 수명은 궁극적으로 세포를 보호하는 코팅 및 프레임 구조 때문입니다.

모듈은 최적의 성능을 제공하도록 설계된 직렬 및 병렬 배열로 연결된 개별 셀의 어셈블리입니다.

직렬 연결에서 전압은 추가되는 반면 병렬 연결에서는 전류가 추가됩니다.

일반적인 PV 전지는 약 0.5볼트의 전기 출력을 생성합니다. 36개의 PV 셀을 직렬로 연결하면 18볼트 모듈이 생성됩니다. 모듈 또는 패널은 상호 연결되어 완제품에 수용되는 여러 개별 셀입니다. 주거용 애플리케이션의 일반적인 PV 모듈은 파란색 또는 검은색으로 약 2.5피트 x 5피트를 측정합니다. 프레임은 알루미늄 또는 검정색이며, 후자는 요즘 대부분의 주택 소유자에게 압도적인 선택입니다(그냥 더 좋아 보입니다).

개별 셀이 함께 연결되는 방식에 따라 광범위한 전압 및 전류 출력을 달성할 수 있습니다. 모듈이 생산할 수 있는 전력의 양은 모듈을 비추는 햇빛의 양뿐만 아니라 전체 표면적의 함수입니다.

일반적인 모듈은 직사각형이며 다양한 크기와 구성으로 제공됩니다. 소형 모듈(휴대용 계산기에 사용되는 종류)은 1와트 미만의 전력을 출력하지만 일반적인 주거용 모듈은 대략 200와트의 전력을 생성합니다.

모듈의 특징은 다음과 같습니다.

• 셀 재료 또는 사용되는 실리콘 프로세스 유형

• 글레이징 재료

• 프레임 및 전기 연결

셀의 가장 중요한 특징은 실리콘 구조의 구성입니다. 단결정 셀은 여러 결정의 잉곳으로 주조될 수 있습니다. 또는 결정질 재료는 비정질 실리콘 이라고 하는 박막으로 증착될 수도 있습니다 .

PV 전지 제조에 사용되는 개별 실리콘 웨이퍼에는 금속 접점(와이어)이 내장되어 있습니다. 세포는 반사 방지 물질로 코팅되어 각 세포에 최대의 태양광이 흡수됩니다.

단결정 셀은 다결정 셀에서 입자 간 경계가 전류 흐름(에너지를 소비함)에 대한 저항을 유발하기 때문에 다결정 셀보다 더 효율적입니다. 비정질 실리콘은 제조 비용이 훨씬 저렴하지만 햇빛을 사용 가능한 전기 에너지로 변환하는 데는 효율성이 절반에 불과합니다. 실제적으로 이것은 비정질 시스템이 동일한 양의 전력을 출력하기 위해 두 배의 표면적이 필요함을 의미합니다. 사용 가능한 표면적에 따라 문제가 될 수도 있고 그렇지 않을 수도 있습니다. 대부분의 주거용 응용 분야에서 적절한 지붕 공간이 제한되어 있으므로 효율성이 중요한 요소입니다.