მზის უჯრედების ეფექტურობის გაანგარიშება

სანაპიროზე ჯდომისას, ლურჯი ცა, რომელსაც ხედავთ, სითბო, გრძნობა და ტალღები, რასაც მოისმენთ, მზის სინათლის ენერგიიდან იღებს სათავეს. Photovoltaic მზის ელემენტები არის მზის ენერგიაზე ენერგიის გარდაქმნის გზა, გარდა სასიამოვნო დასვენების დღისა. მზის უჯრედები ენერგიას გარდაქმნიან მზის შუქზე ელექტრო ენერგიად. მზის ელემენტის ეფექტურობა არის მის მიერ წარმოებული ელექტროენერგიის რაოდენობის და მზის ენერგიის თანაფარდობა, რომელიც მას თავს დაესხმება.

ნებისმიერი პროცესის ეფექტურობა წარმოადგენს პროცესის მუშაობის საზომს. ეს არის ის, თუ რამდენი ძალისხმევა უნდა დახარჯო შედეგის მისაღებად. ზოგჯერ ეფექტურობის განსაზღვრა რთულია, მაგრამ მზის ელემენტებისათვის, ეს შედარებით ადვილია. მზის უჯრედის შეყვანა არის მზის შუქი და გამომავალია ელექტროენერგია. უფრო კონკრეტულად, შეყვანა არის მზის ენერგიის ენერგია, ხოლო გამომავალი ენერგია ელექტრონებში.

ფუნდამენტურ დონეზე, სინათლე შედგება ენერგიის პატარა პაკეტებისაგან, რომელსაც ფოტონები ეწოდება. დღის ნებისმიერ მომენტში, მილიარდობით ფოტონი ურთიერთქმედებს მზის უჯრედთან. ეს ფოტონები ატარებენ სხვადასხვა რაოდენობის ენერგიას, რაც დამოკიდებულია მათი ფერის მიხედვით. ზოგიერთი ფოტონი მზის უჯრედს ასახავს, ​​ზოგი მასში გადის და ზოგიც შეიწოვება. მოცემული ფოტონის ბედი დამოკიდებულია მის ენერგიაზე - ან, ექვივალენტურად, მის ფერზე. შეუძლებელია გარკვევით განვიხილოთ რომელიმე კონკრეტული ფოტონის ქცევა, მაგრამ შესაძლებელია ურთიერთქმედების ალბათობის გამოთვლა.

მზის უჯრედების აბსოლუტური უმრავლესობა დამზადებულია ნახევარგამტარებისგან. ნახევარგამტარების ერთ-ერთი მახასიათებელია ენერგეტიკული სტრუქტურები, სახელწოდებით "bandgaps". ელექტროგადამცემი ხაზის დაბალ მხარეს მდებარე ელექტრონები ხაფანგში დგანან, ხოლო ელექტრონები, რომლებიც იღებენ an ენერგიის გაძლიერება bandgap– ის მაღალ მხარეს გადაადგილება თავისუფალია - მათ შორის, თავისუფლად გადაადგილება ნახევარგამტარიდან და თავად გახდეს სასარგებლო ელექტროში სქემები. ფოტონები, რომლებსაც აქვთ ენერგია მზის უჯრედის ზოლის ზოლის მახლობლად, ყველაზე მეტად შეიწოვება. ეფექტურობის გამოსათვლელად თქვენ უნდა გაამრავლოთ ყველა ფოტონის ენერგია მისი ათვისების ალბათობაზე და მზის უჯრედიდან ელექტრულ წრედ გადაქცევის ალბათობაზე. ეს საკმაოდ რთული გაანგარიშებაა.

პირველი პრინციპებიდან ეფექტურობის გაანგარიშება რთულია, მაგრამ თუ გაზომვის სწორი ხელსაწყოები გაქვთ, გაანგარიშება უფრო მარტივად შეგიძლიათ გააკეთოთ. რადიომეტრით შეგიძლიათ გაზომოთ ენერგიის სიმკვრივე მზის შუქზე. ენერგიის სიმკვრივის გამრავლება მზის უჯრედის ფართობზე უზრუნველყოფს მზის ენერგიის გაზომვას მზის უჯრედში. შემდეგ ნაბიჯს გადადგამთ ცვლადი რეზისტორით, მიმდინარე სენსორით და ძაბვის სენსორით ჩართული სქემით. ელექტროენერგია არის მიმდინარე და ძაბვის პროდუქტი და ის იცვლება მზის ელემენტის დატვირთვის შესაბამისად. ასე რომ, თქვენ ცვალებადობთ წინააღმდეგობას, ითვლით დენის დონეს ყოველ ნაბიჯზე და პოულობთ მაქსიმალური დენის წერტილს. დაყოფილია ელექტროენერგიის მაქსიმალური გამომუშავება მზის ენერგიის შეყვანაზე და მიიღე მზის ელემენტის ეფექტურობა.