Rannas istudes on sinisel taeval, mida näete, soojusel, mida tunnete, ja kuuldavatel lainetel päikesevalguse allikas. Fotogalvaanilised päikesepatareid on viis päikese käes oleva energia muundamiseks muuks kui nauditavaks puhkusepäevaks. Päikesepatareid muudavad päikesevalguses oleva energia elektrienergiaks. Päikesepatarei kasutegur on selle toodetud elektrienergia koguse ja seda tabava päikeseenergia suhte suhe.
Tõhusus
Mis tahes protsessi efektiivsus on protsessi toimimise mõõt. See tähendab, kui palju peate väljundi saamiseks pingutama. Mõnikord on efektiivsust raske kvantifitseerida, kuid päikesepatareide puhul on see suhteliselt lihtne. Päikesepatarei sisend on päikesevalgus ja väljund on elekter. Täpsemalt öeldes on sisendiks päikesevalgus ja väljundiks on energia elektronides.
Footonid ja valgus
Põhimõtteliselt koosneb valgus väikestest energiapakettidest, mida nimetatakse footoniteks. Päeva jooksul suhtlevad miljardid footonid päikesepatareiga. Need footonid kannavad erinevat värvi energiat, sõltuvalt nende värvist. Mõni footon peegeldub päikesepatareilt, osa läbib seda ja osa neeldub. Iga antud footoni saatus sõltub tema energiast - või samaväärselt värvist. Ühe konkreetse footoni käitumist on võimatu kindlalt ennustada, kuid vastastikmõju tõenäosust on võimalik arvutada.
Valguse neeldumine
Valdav osa päikesepatareidest on valmistatud pooljuhtidest. Pooljuhtide üheks tunnuseks on energiastruktuurid, mida nimetatakse "ribavahedeks". Elektroonid ribalaiuse madalal küljel on paigal, samas kui elektronid, mis saavad energiavõimsus ribalaiuse kõrgele küljele on vaba liikumiseks - sealhulgas võimalus vabalt pooljuhist üldse välja liikuda ja elektriseadmetes kasulikuks teha vooluringid. Kõige tõenäolisemalt neelduvad footonid, mis kannavad päikesepatareis ribalaiuse suurusele lähedast energiat. Efektiivsuse arvutamiseks peate korrutama iga footoni energia selle imendumise tõenäosusega ja tõenäosusega muuta see päikesepatareist elektriskeemi. See on üsna keeruline arvutus.
Mõõtmine
Tõhususe arvutamine esimestest põhimõtetest lähtuvalt on tülikas, kuid kui teil on õiged mõõtmisvahendid, saate arvutuse hõlpsamalt teha. Radiomeetriga saate mõõta päikesekiirguse võimsustihedust. Korrutades võimsustiheduse päikesepatarei pindalaga, saab mõõta päikesepatareisse tulev päikeseenergia. Teete järgmise sammu, kinnitades muutuva takisti, vooluanduri ja pingeanduriga vooluahela. Elektrienergia on voolu ja pinge korrutis ning see muutub sõltuvalt päikesepatarei koormuse suurusest. Nii et varieerite takistust, arvutades võimsust igal sammul ja leiate maksimaalse võimsuspunkti. Jagage maksimaalne elektrienergia väljund päikeseenergia sisendiga ja saate päikeseelemendi efektiivsuse.