Cele mai eficiente panouri solare fotovoltaice

Efectul fotovoltaic a fost descoperit de fizicianul francez Alexandre Edmond Becquerel în 1839, dar a fost programul spațial american din anii 1950 care au dus la dezvoltarea de celule solare, care produce energia utilă. Aceste celule solare timpurii au fost utilizate pentru sateliți și a avut o eficiență de 2 la sută. Prin celulele 1960, cu o eficiență de 10 la suta au fost disponibile comercial. Cercetarea continuă cu celule multi-joncțiune având mai multe straturi și celule nanotub cu suprafețe crescute de suprafață. Astfel de celule au atins 40 la suta eficienta in laboratoare.

Celulele solare sunt fabricate din silicon, iar materialul de siliciu este fie monocristalin, policristalin sau amorf. Celulele monocristaline sunt cele mai eficiente și fiecare celulă este o felie dintr-un singur cristal de siliciu. Solidele de siliciu cu un singur cristal sunt dificil de produs și celulele sunt cele mai scumpe de celule standard. Celulele policristaline se află în mijloc, în termeni de costuri și eficiență în timp ce celulele amorfe sunt cel mai puțin costisitoare, dar cele mai comune. Acestea sunt fabricate din silicon, care are puțină cristalizare și, în timp ce, în general, mai puțin eficient, înregistrează performanțe bune în lumină scăzută, cum ar fi nori.

În afară de performanța stratului de siliciu a celulelor solare, eficiența lor este influențată de cantitatea de lumină care ajunge la stratul de siliciu. Silicon în sine este în mod natural strălucitor și, atunci când acoperite cu sticlă, reflectă mai multă lumină. acoperiri Nonreflective ajuta, dar diferite frecvențe de lumină nu sunt încă utilizate în totalitate de celule standard. Celulele Multi-joncțiune pot atinge randamente mult mai mari prin utilizarea straturilor de siliciu reglate la diferite frecvențe de lumină. În timp ce eficiența este foarte mare, se apropie de 40 la suta, costul ridicat al acestor celule le face improprii pentru uz comercial.

Celulele solare funcționează la eficiența maximă atunci când temperatura mediului ambiant este rece. Celulele cu eficiență ridicată sunt deosebit de sensibile la temperatură și poate pierde 0,5 la suta din ratingul lor pentru fiecare grad Celsius peste 80 de grade. Pentru panourile montate în locații, de înaltă lumină solară preferate, cum ar fi cele din sudul deserturile SUA, la temperaturi de 120 de grade Fahrenheit sunt comune. Este important pentru eficienta pentru a monta celulele, astfel încât răcirea convecție naturală poate avea loc pe măsură ce temperatura crește.

Celulele solare livreze puterea maximă la tensiunea lor nominală. Regimul cel mai eficient pentru circuitele de panou solar este cu un regulator de tensiune constantă care menține tensiunea la nivelul nominal. Un astfel de aranjament extrage cea mai mare putere din celulele solare, independent de caracteristicile lor cristaline sau a temperaturii.