Ako sa generuje napätie solárnych panelov?
Solárne panely sa stali populárnou voľbou na výrobu elektriny z obnoviteľných zdrojov ako alternatíva k tradičným zdrojom energie. Energetický výkon solárneho panelu hrá dôležitú úlohu pri určovaní jeho užitočnosti a vhodnosti na výrobu elektriny v rôznych prostrediach. V tomto článku podrobne analyzujeme výstup napätia solárnych panelov a skúmame faktory, ktoré ho ovplyvňujú.
Ako solárne panely generujú napätie?
Solárne panely sú tvorené fotovoltaickými (PV) článkami, ktoré vyrábajú elektrinu zo slnečného žiarenia. FV články sa skladajú z kremíkových plátkov, ktoré sú dopované nečistotami, aby vytvorili pozitívne a negatívne vrstvy. Tieto vrstvy vytvárajú elektrické pole, ktoré sa aktivuje, keď slnečné svetlo dopadne na povrch buniek. Slnečné svetlo excituje záporne nabité elektróny v atómoch kremíka, ktoré preskakujú do kladne nabitých otvorov a zanechávajú atóm kremíka kladne nabitý. Tento proces vytvára rozdiel napätia medzi kladnou a zápornou vrstvou článku, ktorý generuje elektrický prúd.
Faktory, ktoré ovplyvňujú výstup napätia solárnych panelov:
1. Intenzita slnečného svetla: Výstupné napätie solárnych panelov je priamo úmerné intenzite slnečného žiarenia. Vyššia intenzita slnečného žiarenia má za následok vyšší výstup napätia a naopak.
2. Teplota: Vyššia teplota znižuje výstupné napätie panelu. Nárast teploty má totiž za následok zvýšenie odporu vo vnútornom obvode panelu.
3. Tienenie alebo prekážka: Čiastočné tienenie alebo prekážka na ktorejkoľvek časti povrchu panela môže viesť k zníženiu výstupného napätia panelu. Zníženie výstupného napätia jedného článku totiž môže mať vplyv na výstup napätia celého panelu.
4. Veľkosť panelov: Vo všeobecnosti sa veľkosť solárnych panelov pohybuje od približne 20 wattov do 500 wattov. Veľkosť panelu určuje výstup napätia a prúdu, ktorý generuje. Väčšie panely generujú vyššie výstupné napätie ako menšie.
5. Uhol dopadu: Uhol dopadu alebo uhol medzi slnečnými lúčmi a povrchom panelu tiež ovplyvňuje výstup napätia. Optimálny uhol pre maximálny výstup napätia je zvyčajne vtedy, keď je panel otočený k slnku v kolmom uhle.
Vzťah k maximálnemu výkonu:
Maximálny výkon solárneho panelu sa dosiahne, keď panel pracuje pri optimálnom prevádzkovom napätí a prúde. Optimálne prevádzkové napätie sa vypočíta pomocou krivky prúd-napätie (IV) panelu. Maximálny výstupný výkon sa vyskytuje v bode, kde je súčin prúdu a napätia maximálny. Tento bod sa označuje ako bod maximálneho výkonu (MPP). Algoritmy sledovania MPP sa používajú na úpravu prevádzkového napätia panela v reálnom čase, aby sa zabezpečilo, že panel bude pracovať pri MPP na dosiahnutie maximálneho výkonu.
Použitie solárnych panelov:
Solárne panely sú široko používané v rôznych aplikáciách vďaka ich obnoviteľnej a udržateľnej povahe. Tu je niekoľko príkladov ich použitia:
1. Potreba energie v domácnosti: Solárne panely môžu byť inštalované na strechách domov, aby uspokojili potreby elektriny. Môžu napájať spotrebiče, nabíjať batérie a dokonca ohrievať vodu.
2. Potreba komerčného napájania: Solárne panely sa používajú aj na napájanie komerčných budov, ako sú kancelárie, obchody a sklady. Môžu byť tiež použité na napájanie pouličného osvetlenia a semaforov.
3. Grid-Tied Systems: Solárne panely môžu byť pripojené k elektrickej sieti na dodávanie elektriny do siete. To pomáha znižovať celkové náklady na energiu a emisie uhlíka.
Napäťový výkon solárnych panelov je dôležitým faktorom, ktorý určuje ich vhodnosť pre rôzne aplikácie. Ovplyvňujú ho faktory ako intenzita slnečného žiarenia, teplota, tieňovanie, veľkosť panelu a uhol dopadu. Solárne panely sa používajú v rôznych aplikáciách, ako sú obytné a komerčné energetické potreby, systémy viazané na sieť a pouličné osvetlenie. Maximálny výstupný výkon solárneho panelu sa získa v bode maximálneho výkonu, čo je bod, v ktorom je súčin napätia a prúdu maximálny. Algoritmy sledovania MPP sa používajú na úpravu prevádzkového napätia panela, aby sa vždy dosiahol maximálny výstupný výkon.