Solar spiegà a fotovoltaica è l'electricità

E cellule fotovoltaiche cunverte a luce di u sole in electricità

Una cellula fotovoltaica (PV), comunamente chjamata cellula solare, hè un dispositivu non meccanicu chì cunverte a luz di u sole direttamente in electricità. Alcune cellule PV ponu cunvertisce a luce artificiale in electricità.

I fotoni portanu l'energia solare

A luce di u sole hè cumpostu di fotoni, o particelle di energia solare. Questi fotoni cuntenenu quantità variate d'energia chì currispondenu à e diverse lunghezze d'onda di u

A

U flussu di l'electricità

U muvimentu di l'elettroni, ognuna purtendu una carica negativa, versu a superficia frontale di a cellula crea un sbilanciamentu di carica elettrica trà a superficia frontale è posteriore di a cellula. Stu sbilanciamentu, à u turnu, crea un potenziale di tensione cum'è i terminali negativi è pusitivi di una bateria. I cunduttori elettrici nantu à a cellula assorbanu l'elettroni. Quandu i cunduttori sò cunnessi in un circuitu elettricu à una carica esterna, cum'è una bateria, l'electricità scorri in u circuitu.

L'efficienza di i sistemi fotovoltaici varieghja da u tipu di tecnulugia fotovoltaica

L'efficienza à quale e cellule PV cunverte a luce di u sole in l'electricità varieghja da u tipu di materiale semiconductor è a tecnulugia di e cellule PV. L'efficienza di i moduli PV dispunibuli in u cummerciu era in media di menu di 10% à a mità di l'anni 1980, hè aumentata à circa 15% da u 2015, è avà avvicina u 20% per i moduli di punta. Celle PV sperimentali è cellule PV per i mercati di nicchia, cum'è i satelliti spaziali, anu ottenutu quasi 50% di efficienza.

Cumu operanu i sistemi fotovoltaici

A cellula PV hè u bloccu di basi di un sistema PV. I celi individuali pò varià in grandezza da circa 0,5 inch à circa 4 inch in u largu. In ogni casu, una cellula pruduce solu 1 o 2 Watt, chì hè solu l'electricità abbastanza per usi chjuchi, cum'è per l'alimentazione di calculatrici o orologi da polso.

E cellule PV sò cunnesse elettricamente in un modulu o pannellu PV imballatu, resistente à l'intemperie. I moduli PV varienu in grandezza è in quantità di elettricità chì ponu pruduce. A capacità di generazione di l'electricità di u modulu PV aumenta cù u numeru di cellule in u modulu o in a superficia di u modulu. I moduli PV ponu esse cunnessi in gruppi per furmà un array PV. Un array PV pò esse cumpostu di dui o centinaie di moduli PV. U numeru di moduli PV cunnessi in un array PV determina a quantità totale di elettricità chì l'array pò generà.

E cellule fotovoltaiche generanu elettricità in corrente diretta (DC). Questa l'electricità DC pò esse usata per carricà e batterie chì, à u turnu, i dispusitivi di putere chì utilizanu l'electricità di corrente diretta. Quasi tutta l'electricità hè furnita cum'è corrente alternata (AC) in sistemi di trasmissione è distribuzione di l'electricità. Dispositivi chjamati

Celle PV è moduli pruducianu a più grande quantità di elettricità quandu sò direttamente di fronte à u sole. I moduli PV è l'array ponu utilizà sistemi di seguimentu chì movenu i moduli per affruntà constantemente u sole, ma questi sistemi sò caru. A maiò parte di i sistemi PV anu moduli in una pusizioni fissa cù i moduli rivolti direttamente à u sudu (in l'emisferu nordu - direttamente à u nordu in l'emisferu miridiunali) è in un angulu chì ottimisimu u rendiment fisicu è ecunomicu di u sistema.

E cellule fotovoltaiche solari sò raggruppati in pannelli (moduli), è i pannelli ponu esse raggruppati in arrays di diverse dimensioni per pruduce quantità di elettricità chjuche à grande, cum'è per l'alimentazione di pompe d'acqua per l'acqua di bestiame, per furnisce l'electricità per e case, o per l'utilità. generazione di elettricità à scala.

Fonte: Laboratoriu Naziunale di Energie Rinnovabili (copyright)

Applicazioni di sistemi fotovoltaici

I più chjuchi sistemi fotovoltaici alimentanu calculatrici è orologi da polso. Sistemi più grande ponu furnisce l'electricità per pompà l'acqua, per alimentà l'equipaggiu di cumunicazione, per furnisce l'electricità per una sola casa o cummerciale, o per furmà grandi matrici chì furniscenu l'electricità à millaie di cunsumatori di l'electricità.

Certi vantaghji di i sistemi PV sò

⢠I sistemi PV ponu furnisce l'electricità in i lochi induve i sistemi di distribuzione di l'electricità (linee elettriche) ùn esistenu, è ponu ancu furnisce l'electricità à un
⢠Arrays PV ponu esse installati rapidamente è ponu esse qualsiasi dimensione.
â¢L'effetti ambientali di i sistemi PV situati nantu à l'edificazioni sò minimi.

Fonte: Laboratoriu Naziunale di Energie Rinnovabili (copyright)

Fonte: Laboratoriu Naziunale di Energie Rinnovabili (copyright)

Storia di u fotovoltaicu

A prima cellula PV pratica hè stata sviluppata in u 1954 da i ricercatori di Bell Telephone. A principiu di a fini di l'anni 1950, e cellule PV sò state aduprate per alimentà i satelliti spaziali di i Stati Uniti. Da a fini di l'anni 1970, i pannelli PV eranu furnissi l'electricità in luntani, o

L'Amministrazione di l'Informazione di l'Energia di i Stati Uniti (EIA) stima chì l'electricità generata in e centrali fotovoltaiche à scala di utilità hè aumentata da 76 milioni di kilowattora (kWh) in 2008 à 69 miliardi (kWh) in 2019. un megawatt) di capacità di generazione elettrica. L'EIA stima chì 33 miliardi kWh sò stati generati da sistemi PV cunnessi à a griglia à pocu pressu in 2019, da 11 miliardi kWh in 2014. Sistemi PV à piccula scala sò sistemi chì anu menu di un megawatt di capacità di generazione elettrica. A maiò parte sò situati nantu à l'edificazioni è sò qualchì volta chjamati