Aurinkokennotehokkuuden laskeminen

Kun istut rannalla, sinisellä taivaalla, jonka näet, tuntemallasi lämmöllä ja aalloilla, jotka kuulet, kaikilla on lähde auringonvalossa. Aurinkosähkökennot ovat tapa muuttaa auringonvalon energia muuksi kuin nautinnolliseksi lomapäiväksi. Aurinkokennot muuttavat auringonvalon energian sähköenergiaksi. Aurinkokennon hyötysuhde on sen tuottaman sähköenergian ja siihen osuvan aurinkoenergian määrän suhde.

Minkä tahansa prosessin tehokkuus mittaa prosessin toimivuutta. Toisin sanoen kuinka paljon vaivaa sinun on tehtävä saadaksesi tuotoksen. Joskus tehokkuutta on vaikea kvantifioida, mutta aurinkokennoille se on suhteellisen helppoa. Syöttö aurinkokennoon on auringonvaloa ja lähtö on sähköä. Tarkemmin sanottuna tulo on auringonvalon energiaa ja lähtö on elektronien energiaa.

Perustasolla valo koostuu pienistä energiapaketeista, joita kutsutaan fotoneiksi. Milloin tahansa päivän aikana miljardit fotonit ovat vuorovaikutuksessa aurinkokennon kanssa. Nämä fotonit kuljettavat erilaisia ​​energiamääriä niiden väristä riippuen. Jotkut fotonit heijastuvat pois aurinkokennosta, osa kulkee sen läpi ja osa imeytyy. Minkä tahansa fotonin kohtalo riippuu sen energiasta - tai vastaavasti väristä. Yhden tietyn fotonin käyttäytymistä on mahdotonta ennustaa varmuudella, mutta vuorovaikutuksen todennäköisyys on mahdollista laskea.

Suurin osa aurinkokennoista on valmistettu puolijohteista. Yksi puolijohteiden ominaisuuksista on energiarakenteet, joita kutsutaan "kaistaleiksi". Kaistalevyn matalalla puolella olevat elektronit ovat loukussa paikoillaan, kun taas elektronit, jotka saavat energiantuotanto kaistaleen yläpuolelle on vapaata liikkua - mukaan lukien mahdollisuus liikkua vapaasti puolijohteesta kokonaan ja tehdä itsestään hyödyllisiä sähköisessä piirejä. Fotonit, jotka kuljettavat energiaa, joka on lähellä kaistalevyn kokoa aurinkokennossa, imeytyvät todennäköisimmin. Tehokkuuden laskemiseksi sinun on kerrottava jokaisen fotonin energia sen todennäköisyydellä absorboitua ja todennäköisyydellä tehdä se aurinkokennosta sähköpiiriksi. Se on melko monimutkainen laskelma.

Tehokkuuden laskeminen ensimmäisistä periaatteista on hankalaa, mutta jos sinulla on oikeat mittaustyökalut, voit tehdä laskelman helpommin. Radiomittarilla voit mitata tehotiheyttä auringonvalossa. Kerro tehotiheys aurinkokennon pinta-alalla saadaan mitta aurinkokennoon tulevasta aurinkoenergiasta. Seuraavassa vaiheessa liitetään piiri, jossa on vaihteleva vastus, virta-anturi ja jänniteanturi. Sähköteho on virran ja jännitteen tulo, ja se muuttuu aurinkokennon käyttämän kuormituksen mukaan. Joten vaihdat vastusta, lasketehoa jokaisessa vaiheessa ja löydät maksimitehopisteen. Jaa suurin sähköteho aurinkoenergiatulolla ja saat aurinkokennotehokkuuden.