V oblasti obnovitelné energie se tenkovrstvé fotovoltaické (PV) systémy ukázaly jako slibná technologie, která nabízí všestranný a škálovatelný přístup k výrobě solární elektřiny. Na rozdíl od běžných solárních panelů na bázi křemíku využívají tenkovrstvé fotovoltaické systémy tenkou vrstvu polovodičového materiálu nanesenou na flexibilní substrát, díky čemuž jsou lehké, flexibilní a přizpůsobitelné různým aplikacím. Tento blogový příspěvek se ponoří do základů tenkovrstvých fotovoltaických systémů, zkoumá jejich součásti, provoz a výhody, které přinášejí do oblasti obnovitelné energie.
Součásti tenkovrstvých fotovoltaických systémů
Fotoaktivní vrstva: Srdcem tenkovrstvého fotovoltaického systému je fotoaktivní vrstva, typicky vyrobená z materiálů, jako je telurid kadmia (CdTe), měď-indium-gallium selenid (CIGS) nebo amorfní křemík (a-Si). Tato vrstva absorbuje sluneční záření a přeměňuje ho na elektrickou energii.
Substrát: Fotoaktivní vrstva je nanesena na substrát, který poskytuje strukturální podporu a flexibilitu. Mezi běžné podkladové materiály patří sklo, plast nebo kovové fólie.
Zapouzdření: Aby byla fotoaktivní vrstva chráněna před faktory prostředí, jako je vlhkost a kyslík, je zapouzdřena mezi dvě ochranné vrstvy, obvykle vyrobené z polymerů nebo skla.
Elektrody: Elektrické kontakty nebo elektrody se používají ke sběru generované elektřiny z fotoaktivní vrstvy.
Confluence Box: Confluence Box slouží jako centrální spojovací bod, propojuje jednotlivé solární moduly a vede vyrobenou elektřinu do střídače.
Střídač: Střídač převádí stejnosměrný proud (DC) elektřinu produkovanou FV systémem na střídavý proud (AC), který je kompatibilní s elektrickou sítí a většinou domácích spotřebičů.
Provoz tenkovrstvých fotovoltaických systémů
Absorpce slunečního světla: Když sluneční světlo dopadne na fotoaktivní vrstvu, fotony (balíčky světelné energie) jsou absorbovány.
Excitace elektronů: Absorbované fotony excitují elektrony ve fotoaktivním materiálu, což způsobuje jejich přeskakování z nižšího energetického stavu do vyššího energetického stavu.
Oddělení náboje: Tato excitace vytváří nerovnováhu náboje, přičemž přebytečné elektrony se hromadí na jedné straně a elektronové díry (absence elektronů) na straně druhé.
Tok elektrického proudu: Vestavěná elektrická pole ve fotoaktivním materiálu vedou oddělené elektrony a otvory směrem k elektrodám a generují elektrický proud.
Výhody tenkovrstvých fotovoltaických systémů
Lehké a flexibilní: Tenkovrstvé fotovoltaické systémy jsou výrazně lehčí a flexibilnější než běžné silikonové panely, díky čemuž jsou vhodné pro různé aplikace, včetně střech, fasád budov a přenosných napájecích řešení.
Výkon při slabém osvětlení: Tenkovrstvé fotovoltaické systémy mají tendenci fungovat lépe za podmínek slabého osvětlení ve srovnání s křemíkovými panely, přičemž generují elektřinu i za zatažených dnů.
Škálovatelnost: Výrobní proces tenkovrstvých fotovoltaických systémů je více škálovatelný a přizpůsobitelný hromadné výrobě, což potenciálně snižuje náklady.
Rozmanitost materiálů: Rozmanitost polovodičových materiálů používaných v tenkovrstvých fotovoltaických systémech nabízí potenciál pro další zlepšení účinnosti a snížení nákladů.
Závěr
Tenkovrstvé fotovoltaické systémy způsobily revoluci v oblasti solární energie a nabízejí slibnou cestu k budoucnosti udržitelné a obnovitelné energie. Jejich lehká, flexibilní a adaptabilní povaha spolu s jejich potenciálem pro nižší náklady a zlepšeným výkonem za špatných světelných podmínek z nich činí přesvědčivou volbu pro širokou škálu aplikací. Jak výzkum a vývoj pokračuje, tenkovrstvé fotovoltaické systémy jsou připraveny hrát stále významnější roli při plnění našich globálních energetických potřeb udržitelným a ekologicky odpovědným způsobem.
Čas odeslání: 25. června 2024