Hogy működik a napelem
A napenergia-termelés és -átvitel alapvető lépései
- A napfény eléri a napelemeket, és elektromos mezőt hoz létre.
- A keletkező villamos energia a panel szélére, majd egy vezető vezetékbe áramlik.
- A vezető vezeték az áramot az inverterhez viszi, ahol az egyenáramból váltakozó áramot kap, amelyet az épületek energiaellátására használnak.
- Egy másik vezeték szállítja a váltakozó áramot az invertertől az ingatlanon lévő elektromos panelhez (más néven megszakítószekrényhez), amely szükség szerint elosztja az áramot az egész épületben.
- A termeléskor nem szükséges villamos energia a közüzemi mérőn keresztül áramlik a közüzemi elektromos hálózatba. Ahogy a villamos energia átfolyik a mérőn, a mérő visszafelé jár, és jóváírja az Ön ingatlanának a többlettermelését.
Most, hogy már van egy alapvető elképzelésünk a napenergia előállításáról és áramlásáról, merüljünk el mélyebben a fotovoltaikus napelemek mögötti tudományban.
A napelemes PV-cellák mögötti tudomány
A napelemes PV-panelek sok kis fotovoltaikus cellából állnak – a fotovoltaikus azt jelenti, hogy képesek a napfényt villamos energiává alakítani. Ezek a cellák félvezető anyagokból készülnek, leggyakrabban szilíciumból, amely olyan anyag, amely képes vezetni az elektromosságot, miközben fenntartja az elektromos mező létrehozásához szükséges elektromos egyensúlyhiányt.
Hogy működik a napelem panel
Amikor a napfény a napelemben lévő félvezetőt éri (1. lépés a magas szintű áttekintésünkben), a fény energiája fotonok formájában elnyelődik, és számos elektront szabadít fel, amelyek aztán szabadon sodródnak a cellában. A napelemet kifejezetten úgy tervezték, hogy pozitív és negatív töltésű félvezetők vannak egymás között szendvicsszerűen elhelyezve, hogy elektromos mezőt hozzanak létre. Ez az elektromos mező arra kényszeríti a sodródó elektronokat, hogy egy bizonyos irányba áramoljanak – a cellát szegélyező vezető fémlemezek felé. Ezt az áramlást energiaáramnak nevezzük, és az áram erőssége határozza meg, hogy az egyes cellák mennyi villamos energiát képesek termelni. Amint az elszabadult elektronok elérik a fémlemezeket, az áramot vezetékekbe irányítják, így az elektronok úgy áramolhatnak, mint bármely más áramtermelő forrásban (folyamatunk 2. lépése).
Ahogy a napelem elektromos áramot termel, az energia egy vezetéksorozaton keresztül egy inverterbe áramlik (lásd a fenti 3. lépést). Míg a napelemek egyenáramú (DC) villamos energiát termelnek, a legtöbb villamosenergia-fogyasztónak váltakozó áramú (AC) villamos energiára van szüksége a működéshez. Az inverter feladata, hogy az áramot egyenáramból váltakozó áramúvá alakítsa, és így a mindennapi használatra alkalmassá tegye.
Miután a villamos energia használható állapotba (váltakozó áram) került, az invertertől az elektromos panelbe (más néven megszakítószekrénybe) kerül [4. lépés], és szükség szerint szétosztja az épületben. A villamos energia most már könnyen rendelkezésre áll a világítás, a készülékek és más elektromos eszközök napenergiával történő működtetéséhez.
A megszakítószekrényen keresztül el nem fogyasztott villamos energia a közüzemi mérőn keresztül a közüzemi hálózatba kerül (az utolsó lépésünk, a fentiek szerint). A közüzemi mérőműszer méri a villamos energia áramlását a hálózatból az Ön ingatlanjába és fordítva. Amikor a napelemes rendszer több villamos energiát termel, mint amennyit Ön a helyszínen felhasznál, ez a mérőműszer valójában visszafelé működik, és a nettó mérés folyamatán keresztül jóváírják Önnek a megtermelt többlet villamos energiát. Amikor Ön több villamos energiát használ, mint amennyit a napelemes rendszer termel, akkor ezen a mérőn keresztül kiegészítő villamos energiát von be a hálózatból, így a mérő normálisan működik. Hacsak nem vált teljesen hálózatfüggetlenné egy tárolási megoldás révén, akkor szükség lesz némi energiára a hálózatból, különösen éjszaka, amikor a napelemes panel nem termel. Ennek a hálózati energiának a nagy részét azonban ellensúlyozza a napközben és az alacsonyabb fogyasztású időszakokban termelt napenergia-többlet.
