태양 광 발전 및 전기 설명

광전지는 햇빛을 전기로 변환합니다.

일반적으로 태양 전지라고 하는 광전지(PV) 전지는 햇빛을 전기로 직접 변환하는 비기계적 장치입니다. 일부 PV 셀은 인공 조명을 전기로 변환할 수 있습니다.

광자는 태양 에너지를 운반

햇빛은 광자 또는 태양 에너지 입자로 구성됩니다. 이 광자는 파장의 다른 파장에 해당하는 다양한 양의 에너지를 포함합니다.

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전기의 흐름

각각 음전하를 띠는 전자가 세포의 전면을 향해 이동하면 세포의 전면과 후면 사이에 전하의 불균형이 생깁니다. 이 불균형은 배터리의 음극 및 양극 단자와 같은 전압 전위를 생성합니다. 셀의 전기 전도체는 전자를 흡수합니다. 도체가 전기 회로에서 배터리와 같은 외부 부하에 연결되면 전기가 회로에 흐릅니다.

광전지 시스템의 효율은 광전지 기술의 유형에 따라 다릅니다.

PV 셀이 태양광을 전기로 변환하는 효율은 반도체 재료 및 PV 셀 기술의 유형에 따라 다릅니다. 상업적으로 이용 가능한 PV 모듈의 효율성은 1980년대 중반 평균 10% 미만이었으며 2015년까지 약 15%로 증가했으며 현재 최첨단 모듈의 경우 20%에 근접하고 있습니다. 우주 위성과 같은 틈새 시장을 위한 실험적인 PV 전지 및 PV 전지는 거의 50% 효율을 달성했습니다.

광전지 시스템 작동 방식

PV 셀은 PV 시스템의 기본 빌딩 블록입니다. 개별 셀의 크기는 약 0.5인치에서 약 4인치까지 다양할 수 있습니다. 그러나 하나의 셀은 1~2와트만 생산하므로 계산기나 손목시계에 전력을 공급하는 것과 같은 소규모 용도에 필요한 전기량에 불과합니다.

PV 전지는 포장된 내후성 PV 모듈 또는 패널에서 전기적으로 연결됩니다. PV 모듈은 크기와 생산할 수 있는 전기량이 다양합니다. PV 모듈 전기 생성 용량은 모듈의 셀 수 또는 모듈 표면적에 따라 증가합니다. PV 모듈을 그룹으로 연결하여 PV 어레이를 형성할 수 있습니다. PV 어레이는 2개 또는 수백 개의 PV 모듈로 구성될 수 있습니다. PV 어레이에 연결된 PV 모듈의 수는 어레이가 생성할 수 있는 총 전기량을 결정합니다.

광전지는 직류(DC) 전기를 생성합니다. 이 DC 전기는 직류 전기를 사용하는 장치에 전원을 공급하는 배터리를 충전하는 데 사용할 수 있습니다. 거의 모든 전기는 송전 및 배전 시스템에서 교류(AC)로 공급됩니다. 호출된 장치

PV 셀과 모듈은 태양을 직접 향할 때 가장 많은 양의 전기를 생산합니다. PV 모듈 및 어레이는 태양을 향하도록 모듈을 이동시키는 추적 시스템을 사용할 수 있지만 이러한 시스템은 비용이 많이 듭니다. 대부분의 PV 시스템은 모듈이 정남향(북반구에서 - 남반구에서 정북)과 시스템의 물리적 및 경제적 성능을 최적화하는 각도로 고정된 위치에 있습니다.

태양광 전지는 패널(모듈)로 그룹화되며, 패널은 다양한 크기의 어레이로 그룹화되어 가축용 물 펌프에 동력을 공급하거나 가정에 전기를 공급하거나 유틸리티용과 같이 소량에서 대량의 전기를 생산할 수 있습니다. 규모의 발전.

출처: 국립재생에너지연구소(저작권)

광전지 시스템의 응용

가장 작은 광전지 시스템은 계산기와 손목시계에 전력을 공급합니다. 더 큰 시스템은 물을 펌핑하고, 통신 장비에 전력을 공급하고, 단일 가정이나 사업체에 전기를 공급하거나 수천 명의 전기 소비자에게 전기를 공급하는 대형 어레이를 형성하기 위해 전기를 제공할 수 있습니다.

PV 시스템의 몇 가지 장점은 다음과 같습니다.

â¢PV 시스템은 배전 시스템(전력선)이 없는 위치에 전기를 공급할 수 있으며,
â¢PV 어레이는 신속하게 설치할 수 있으며 모든 크기가 될 수 있습니다.
• 건물에 설치된 PV 시스템의 환경적 영향은 최소화됩니다.

출처: 국립재생에너지연구소(저작권)

출처: 국립재생에너지연구소(저작권)

광전지의 역사

최초의 실용적인 PV 셀은 1954년 Bell Telephone 연구원에 의해 개발되었습니다. 1950년대 후반부터 PV 전지는 미국 우주 위성에 전력을 공급하는 데 사용되었습니다. 1970년대 후반까지 PV 패널은 원격으로 전기를 공급하거나

미국 에너지정보청(EIA)은 유틸리티 규모의 PV 발전소에서 생성된 전기가 2008년 7,600만 킬로와트시(kWh)에서 2019년 690억 킬로와트시(kWh)로 증가했다고 추정합니다. 유틸리티 규모의 발전소는 최소 1,000킬로와트(또는 1메가와트)의 전기 생산 능력. EIA는 2014년 110억 kWh에서 2019년 330억 kWh가 소규모 그리드 연결 PV 시스템에서 생성된 것으로 추정합니다. 소규모 PV 시스템은 발전 용량이 1메가와트 미만인 시스템입니다. 대부분은 건물에 있으며 때때로 호출됩니다.