หลักการและส่วนประกอบของการผลิตไฟฟ้าจากแสงอาทิตย์

พลังงานไฟฟ้าโซลาร์เซลล์เจเนอเรชั่นคือเทคโนโลยีที่แปลงแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้าโดยตรงตามหลักการของปรากฏการณ์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์

ระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ประกอบด้วยส่วนประกอบที่สำคัญดังต่อไปนี้

1. แผงเซลล์แสงอาทิตย์ (โมดูล): นี่คือส่วนหลักของระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ ซึ่งโดยปกติจะประกอบด้วยโมโนเมอร์ของเซลล์แสงอาทิตย์หลายตัว โมโนเมอร์ของเซลล์แสงอาทิตย์ใช้เอฟเฟกต์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์เพื่อแปลงพลังงานแสงแดดที่ได้รับให้เป็นพลังงานไฟฟ้าโดยตรง

เซลล์แสงอาทิตย์แบบผลึกซิลิคอน: เป็นเซลล์แสงอาทิตย์ประเภทที่พบมากที่สุด ประกอบด้วยแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอนแบบผลึกที่มีเส้นตารางโลหะบนพื้นผิวด้านบน และชั้นโลหะบนพื้นผิวด้านล่าง โดยปกติด้านบนของเซลล์จะถูกปิดด้วยฟิล์มป้องกันแสงสะท้อนเพื่อลดการสูญเสียการสะท้อนของแสง

2. อินเวอร์เตอร์: แปลงไฟฟ้ากระแสตรง (DC) ที่สร้างโดยแผงโซลาร์เซลล์ให้เป็นไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) เนื่องจากบ้านและอุตสาหกรรมมักใช้ไฟฟ้ากระแสสลับ นอกจากนี้ อินเวอร์เตอร์ยังรับผิดชอบในการซิงโครไนซ์กับโครงข่ายไฟฟ้าเพื่อให้แน่ใจว่าแรงดันไฟฟ้าและเฟสมีความสม่ำเสมอ

3. ตัวควบคุม: รับผิดชอบในการจัดการกำลังส่งออกของระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ ป้องกันการชาร์จเกินและการคายประจุแบตเตอรี่มากเกินไป และรับประกันการทำงานที่ปลอดภัยและมีเสถียรภาพของระบบ

4. ชุดแบตเตอรี่: ในระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ที่เชื่อมต่อกับโครงข่าย ชุดแบตเตอรี่จะถูกใช้เพื่อเก็บพลังงานไฟฟ้าส่วนเกินเพื่อใช้เมื่อพลังงานแสงอาทิตย์ไม่เพียงพอ ในกรณีที่ไม่มีการเชื่อมต่อโครงข่าย จำเป็นต้องใช้แบตเตอรี่เนื่องจากสามารถเก็บไฟฟ้าเพื่อใช้ในเวลากลางคืนหรือในวันที่มีเมฆมาก

5. ระบบยึด: ใช้ในการยึดแผงโซลาร์เซลล์และให้แน่ใจว่าแผงสามารถรับแสงแดดได้ในมุมที่ดีที่สุด

แกนหลักของการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์นั้นง่ายมาก ซึ่งก็คือการแปลงแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้า กระบวนการนี้เกิดขึ้นได้ผ่าน "เอฟเฟกต์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์"

หลักการทำงานหลัก:

1. การดูดกลืนโฟตอน: เมื่อแสงแดดส่องลงบนพื้นผิวเซลล์แสงอาทิตย์ (มักทำจากวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ เช่น ซิลิคอน) วัสดุเซมิคอนดักเตอร์ในเซลล์จะดูดซับโฟตอน (อนุภาคพลังงานในแสงแดด)

2. การสร้างคู่อิเล็กตรอน-รู: พลังงานโฟตอนที่ถูกดูดซับทำให้อิเล็กตรอนในวัสดุเซมิคอนดักเตอร์กระโดดจากแถบเวเลนซ์ไปยังแถบการนำไฟฟ้า ดังนั้นจึงสร้างคู่อิเล็กตรอน-รูในแบตเตอรี่ อิเล็กตรอนและรูเหล่านี้เป็นพาหะประจุและสามารถนำไฟฟ้าได้

3. สนามไฟฟ้าในตัว: ในเซลล์แสงอาทิตย์ มักจะมีจุดเชื่อมต่อ PN ซึ่งเป็นส่วนต่อประสานที่ประกอบด้วยเซมิคอนดักเตอร์ชนิด P และเซมิคอนดักเตอร์ชนิด N ที่ทางแยก PN สนามไฟฟ้าในตัวจะเกิดขึ้นเนื่องจากการแพร่และการรวมตัวกันใหม่ของอิเล็กตรอนและรู

4. การแยกสนามไฟฟ้าของตัวพาประจุ: ภายใต้การกระทำของสนามไฟฟ้าในตัว คู่อิเล็กตรอน-รูที่สร้างขึ้นจะถูกแยกออกจากกัน อิเล็กตรอนจะถูกผลักไปยังบริเวณเซมิคอนดักเตอร์ชนิด N ในขณะที่รูจะถูกผลักไปยังบริเวณเซมิคอนดักเตอร์ชนิด P

5. การก่อตัวของความต่างศักย์: เนื่องจากการแยกอิเล็กตรอนและรู ความต่างศักย์จึงเกิดขึ้นที่ทั้งสองด้านของแบตเตอรี่ กล่าวคือ เกิดแรงดันไฟฟ้าที่เกิดจากภาพถ่าย

6. การสร้างกระแสไฟฟ้า: เมื่อขั้วทั้งสองของแบตเตอรี่เชื่อมต่อกันผ่านวงจรภายนอก อิเล็กตรอนจะไหลจากเซมิคอนดักเตอร์ชนิด N ไปยังเซมิคอนดักเตอร์ชนิด P ผ่านวงจรเพื่อสร้างกระแส

7. การแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้าที่ใช้ได้: อิเล็กตรอนที่ไหลผ่านภายนอกสามารถจ่ายพลังงานให้กับโหลดหรือเก็บไว้ในแบตเตอรี่เพื่อใช้ในภายหลัง

กล่าวโดยสรุป การผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์เป็นกระบวนการแปลงแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้า โดยใช้คุณสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์ของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์เพื่อสร้างความต่างศักย์และกระแสไฟฟ้าภายใต้แสง จึงทำให้เกิดการแปลงพลังงาน เทคโนโลยีนี้ไม่ต้องใช้เชื้อเพลิงและไม่ก่อให้เกิดมลพิษ เป็นวิธีการแปลงพลังงานที่สะอาดและหมุนเวียนได้

หากสนใจพลังงานแสงอาทิตย์หรือคิดจะติดตั้งระบบพลังงานแสงอาทิตย์ สามารถติดต่อเราได้