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Die Strahlung der Sonne ist eine unerschöpfliche Energiequelle. Glücklicherweise haben Wissenschaftler bereits ein Mittel entwickelt, um die Kraft der Sonne zu nutzen, um sie in nützliche, große und saubere Energie umzuwandeln. Es ist die beste Alternative zu fossilen Brennstoffen angesichts seiner Fülle, Erneuerbarkeit und Vorteile, daher spielt es eine sehr wichtige Rolle in der Zukunft der Energiewirtschaft auf der ganzen Welt.
Im Gegensatz zu dem, was die meisten Leute denken, erfordert die Nutzung der Kraft der Sonne keine großen Solarparks. Tatsächlich können Menschen die Kraft der Sonne nutzen und mithilfe von Sonnenkollektoren auf dem Dach in Strom umwandeln. Wenn die Photonen – Energie aus Sonnenlicht – auf das Solarpanel auf dem Dach treffen, wandelt das Solarpanel die Photonen in Elektronen von Gleichstrom (DC) um. Gleichstromstrom kann zu Stromsicherheitsvorrichtungen abfließen. Sonnenkollektoren auf dem Dach sind auch mit Wechselrichtern ausgestattet, die Gleichstrom in Wechselstrom (AC) umwandeln, der von vielen Geräten und Haushaltsgeräten wie Computern, Fernsehgeräten und sogar Waschmaschinen verwendet wird.
Solar Power Harnessing System
Sonnenkollektoren auf dem Dach beruhen auf der Fähigkeit der Solarzellen, die Energie der Sonne zu nutzen und in Elektrizität umzuwandeln. Es ist ein kleiner, quadratischer Halbleiter, der aus leitfähigen Materialien wie Silizium besteht. Wenn Sonnenlicht auf die Solarzellen trifft, induziert es chemische Reaktionen, die die Elektronen freisetzen und so elektrischen Strom erzeugen. Die meisten Solarzellen auf dem Dach werden Photovoltaikzellen genannt, die auch in winzigen Geräten wie Taschenrechnern zu finden sind.
Die wichtigsten Komponenten einer photovoltaischen Zelle sind die Schichten der Halbleitermaterialien, die aus dotierten Siliziumkristallen bestehen. Die untere Schicht der Photovoltaikzellen ist mit Bor beladen, das sich mit dem Silizium verbindet, um eine positive Ladung zu erzeugen. Die oberste Schicht ist mit Phosphor dotiert, um die negative Ladung zu erzeugen. Die Oberfläche zwischen den beiden Schichten wird als PN-Übergang bezeichnet, und die Bewegung dieser Oberfläche erzeugt das elektrische Feld.
Sobald Sonnenlicht auf die Zellen trifft, schlagen Photonen die Elektronen auf beiden Schichten los. Da die beiden Schichten entgegengesetzte Ladungen aufweisen, führt dies zum Elektronenfluss. Das elektrische Feld am PN-Übergang verhindert jedoch den Fluss der Energie an anderer Stelle; Daher ist eine externe Schaltung erforderlich, um einen Weg für die Elektronen bereitzustellen.
Arten von Photovoltaikzellen
Die meisten Photovoltaikzellensysteme enthalten kleine quadratische Zellen mit einer durchschnittlichen Größe von vier Zoll. Einzelne Zellen erzeugen sehr wenig Strom, daher werden Solarmodule auf dem Dach normalerweise in Gruppen von PV-Zellen, sogenannten Modulen, geliefert, die dann in Kunststoff oder Glas eingeschlossen werden, um sie vor Witterungseinflüssen zu schützen. Im Folgenden sind die drei grundlegenden Arten von Solarzellen in Sonnenkollektoren auf dem Dach verwendet.
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Einkristallzellen: Diese Arten von Solarzellen werden in langen Zylindern hergestellt und in sechseckige oder runde Wafer geschnitten. Diese Art der Solarzelle produziert Zellen der hohen Leistungsfähigkeit und macht sie teurer als die anderen Arten photo-voltaische Zellen. Ihre Installation kann die Effizienz Ihres Hauses um bis zu 30% steigern. Diese Art von Solarzellen umfasst 29% des Weltmarktes.
Polykristalline Zellen: Diese werden aus geschmolzenem Silizium hergestellt, das in Barren gegossen und dann in kleine Quadrate geschnitten wird. Die Kosten für die Herstellung dieser Solarzelle sind niedriger, aber der Wirkungsgrad ist auch um bis zu 15% niedriger als bei Einkristallzellen. Da die Quadrate klein sind, können sie ganz leicht dicht beieinander gepackt werden, um die Energieproduktion zu erhöhen
Amorphes Silizium: Bei diesem Solarzellentyp wird Silizium in dünnen Filmen auf die Glas- oder Metalloberfläche gesprüht, so dass die Herstellung solcher Solarzellen die kostengünstigste aller drei ist. Andererseits führt dies zu einem sehr geringen Wirkungsgrad von etwa 5%.
Anforderungen an Sonnenkollektoren auf dem Dach
Sonnenkollektoren auf dem Dach werden nicht von Wettereinflüssen wie Lufttemperatur und Schneedecke beeinflusst. Es gibt jedoch zwei Anforderungen, die PV-Zellen benötigen, um die Energie aus der Sonne effizient zu nutzen. Ein Solarpanel auf dem Dach muss einen ungehinderten Zugang zu den Sonnenstrahlen haben, um die Sonnenenergie effektiv nutzen zu können. So kann jede Anwesenheit von Schatten die Leistung der Solarzellen reduzieren. Stellen Sie sicher, dass Sie es auf der Ostseite Ihres Daches positionieren. Es sollte nicht in der Nähe von hohen Strukturen sein, die Schatten erzeugen könnten, wenn sich die Sonne den ganzen Tag bewegt.
Eine weitere Anforderung bei der Installation von Solarmodulen auf dem Dach ist die Größe. Die Größe der PV-Anlage hängt von der Größe Ihres Daches, der Energiemenge, die Sie erzeugen möchten, und davon ab, wie viel Sie ausgeben möchten.