Image courtesy of Gray Watson at Wikimedia Commons.
auringon säteily on ehtymätön energianlähde. Onneksi tiedemiehet ovat jo kehittäneet keinon valjastaa auringon voima muuntamaan se hyödylliseksi, valtavaksi ja puhtaaksi energiaksi. Se on paras vaihtoehto fossiilisille polttoaineille, kun otetaan huomioon sen runsaus, uusiutuvuus ja hyödyt, joten sillä on erittäin tärkeä rooli energiateollisuuden tulevaisuudessa kaikkialla maailmassa.
toisin kuin useimmat luulevat, auringon voiman valjastaminen ei vaadi suuria aurinkovoimaloita. Itse asiassa ihmiset voivat valjastaa auringon voiman ja muuttaa sen sähköksi katolla sijaitsevien aurinkopaneelien avulla. Kun fotonit–auringonvalon energia–osuvat katolla olevaan aurinkopaneeliin, aurinkopaneeli muuntaa fotonit tasavirtasähkön (DC) elektroneiksi. Tasavirtasähkö voi virrata ulos sähkön turvalaitteisiin. Katolla aurinkopaneeleissa on myös invertterit, jotka muuttavat tasavirtasähkön vaihtovirraksi (AC), jota käyttävät monet laitteet ja kodinkoneet, kuten tietokone, Televisiot ja jopa pesukoneet.
aurinkoenergian Valjastusjärjestelmä
katolla olevat aurinkopaneelit luottavat aurinkokennojen kykyyn valjastaa auringon energia ja muuntaa se sähköksi. Se on pieni, neliön muotoinen puolijohde, joka on valmistettu johtavista materiaaleista kuten piistä. Kun auringonvalo osuu aurinkokennoihin, se saa aikaan kemiallisia reaktioita, jotka vapauttavat elektronit, jolloin syntyy sähkövirtaa. Useimpia katolla olevia aurinkopaneelikennoja kutsutaan aurinkosähkökennoiksi, joita on myös pienissä laitteissa, kuten laskimissa.
aurinkokennon tärkeimmät osat ovat puolijohdemateriaalien kerrokset, jotka on valmistettu seostetuista piikiteistä. Aurinkokennojen pohjakerroksessa on booria, joka sitoutuu piihin positiivisen varauksen aikaansaamiseksi. Pintakerros seostetaan fosforilla negatiivisen varauksen aikaansaamiseksi. Kahden kerroksen välistä pintaa kutsutaan P-N-liitokseksi ja tämän pinnan liike tuottaa Sähkökentän.
auringonvalon osuttua soluihin fotonit irrottavat elektronit molemmista kerroksista. Koska kahdessa kerroksessa on vastakkaiset varaukset, tuloksena on elektronin virtaus. P-N-liitoksessa oleva sähkökenttä kuitenkin estää energian virtaamisen muualle, joten tarvitaan ulkoinen piiri, jotta elektronit pääsisivät kulkemaan.
Aurinkokennotyypit
useimmat aurinkokennojärjestelmät sisältävät pieniä nelikulmaisia kennoja, joiden keskikoko on neljä tuumaa. Yksittäiset kennot tuottavat hyvin vähän virtaa, joten katolla olevat aurinkopaneelit ovat yleensä moduuleiksi kutsuttujen AURINKOSÄHKÖKENNOJEN ryhmiä, jotka sitten koteloidaan muoviin tai lasiin suojaamaan niitä sääelementeiltä. Alla on kolme perustyyppiä aurinkokennot käytetään katolla aurinkopaneelit.
Kuva: Andrew Glaser Wikimedia Commonsissa.
Yksikiteiset kennot: Tämäntyyppiset aurinkokennot valmistetaan pitkissä sylintereissä, ja ne leikataan kuusikulmaisiksi tai pyöreiksi kiekoiksi. Tämäntyyppinen aurinkokenno tuottaa korkean hyötysuhteen kennoja, mikä tekee niistä kalliimpia kuin muut aurinkokennot. Niiden asentaminen voi lisätä tehokkuutta kotisi jopa 30%. Tämäntyyppisen aurinkokennon osuus maailmanmarkkinoista on 29 prosenttia.
monikiteiset kennot: ne on valmistettu sulasta piistä, joka valetaan harkoiksi ja viipaloidaan sitten pieniksi neliöiksi. Tämän aurinkokennon tuotantokustannukset ovat alhaisemmat, mutta hyötysuhde on myös yksikiteisiä kennoja alhaisempi jopa 15 prosenttia. Koska neliöt ovat pieniä, ne voidaan melko helposti pakata tiiviisti yhteen energiantuotannon lisäämiseksi
amorfinen pii: tämäntyyppisessä aurinkokennossa pii suihkutetaan lasi-tai metallipinnalle ohuina kalvoina, jolloin tällaisten aurinkokennojen tuotanto on kaikista kolmesta halvinta. Toisaalta, se johtaa hyvin alhainen hyötysuhde noin 5%.
katolla sijaitsevien aurinkopaneelien vaatimuksiin
katolla sijaitsevilla aurinkopaneeleilla ei ole vaikutusta sääelementeillä, kuten ilman lämpötilalla ja lumipeitteellä. On kuitenkin kaksi vaatimusta, joita AURINKOSOLUT tarvitsevat voidakseen tehokkaasti valjastaa auringon energian. Katolla olevalla aurinkopaneelilla on oltava esteetön pääsy auringonsäteisiin, jotta auringon energia voidaan valjastaa tehokkaasti. Joten, mikä tahansa sävy voi vähentää aurinkopaneelin kennojen tuotantoa. Varmista, että asetat sen itäpuolelle katon. Sen ei pitäisi olla lähellä korkeita rakennelmia, jotka saattavat tuottaa varjoja auringon liikkuessa pitkin päivää.
toinen vaatimus katolla sijaitsevien aurinkopaneelien asennuksessa on koko. Aurinkosähköjärjestelmän koko riippuu katon koosta, siitä, kuinka paljon energiaa haluat tuottaa ja kuinka paljon olet valmis kuluttamaan.