A napenergia úgy működik, hogy elfogja a nap energiáját és villamos energiává változtatja otthona vagy vállalkozása számára.
Napunk természetes nukleáris reaktor. Apró energiacsomagokat bocsát ki, úgynevezett fotonok, amelyek körülbelül 8,5 perc alatt eljutnak a Napról a földre irányuló 93 millió mérföldre. Minden órában elegendő foton befolyásolja bolygónkat, hogy elegendő napenergiát termeljen ahhoz, hogy elméletileg kielégítse a globális energiaszükségletet egy évre.
Jelenleg a fotovoltaikus energia az Egyesült Államokban felhasznált energia mindössze öt tizede. A napenergia-technológia azonban javul, és a napenergiával járó költségek gyorsan csökkennek, így növekszik az a képességünk, hogy a nap energiabőségét hasznosítsuk.
A Nemzetközi Energiaügynökség 2017. évi jelentése azt mutatja, hogy a napenergia a világ leggyorsabban növekvő energiaforrássá vált - ez jelzi először, hogy a napenergia növekedése meghaladta az összes többi üzemanyag növekedését. Az elkövetkező években mindannyian élvezhetjük a napenergiával előállított villamos energia előnyeit.
Hogyan működnek a napelemek?
Amikor a fotonok elérik a napelemet, akkor kopognak az atomoktól megszabaduló elektronok. Ha a vezetékeket a cella pozitív és negatív oldalához erősítik, akkor az elektromos áramkört képez. Amikor az elektronok áramlanak egy ilyen körön, áramot termelnek. Több cella alkot egy napelemet, és több panelt (modult) össze lehet vezetni, hogy napelemtáblát képezzen. Minél több panelt telepíthet, annál több energiát várhat elő.
Miből készülnek a napelemek?
A fotovoltaikus (PV) napelemek sok napelemből állnak. A napelemek szilikonból készülnek, mint a félvezetők. Egy pozitív és egy negatív réteggel készülnek, amelyek együttesen elektromos mezőt hoznak létre, akárcsak az akkumulátorban.
Hogyan generálnak napelemek villamos energiát?
A napelemek egyenáramú (DC) áramot termelnek. DC-áram mellett az elektronok egy irányban áramolnak egy áramkör körül. Ez a példa egy izzót tápláló akkumulátort mutat be. Az elektronok az akkumulátor negatív oldaláról, a lámpán keresztül mozognak, és visszatérnek az akkumulátor pozitív oldalára.
Váltakozó áramú (váltakozó áramú) villamos energiával az elektronokat tolják és húzzák, rendszeresen fordított irányban, hasonlóan az autó motorjának hengeréhez. A generátorok váltakozó áramot termelnek, amikor a huzaltekercs egy mágnes mellett forog. Számos különböző energiaforrás - például gáz- vagy dízelüzemanyag, vízenergia, nukleáris, szén, szél vagy napenergia - forgathatja ennek a generátornak a fogantyút.
Az AC villamos energiát az Egyesült Államok villamosenergia-hálózatához választották, elsősorban azért, mert a távolságra történő átvitel olcsóbb. A napelemek viszont egyenáramot termelnek. Hogyan juthatunk egyenáramú áramot az AC hálózatba? Invertert használunk.
Mit csinál egy napelemes inverter?
A napelemes inverter az egyenáramú áramot veszi a napelemből, és azt AC váltóáram előállítására használja fel. Az inverterek olyanok, mint a rendszer agya. A DC váltóáramúvá történő invertálásával együtt biztosítják a földhiba védelmét és a rendszer statisztikáit, ideértve a feszültséget és az áramot az AC és DC áramkörökön, az energiatermelést és a maximális teljesítménypontok követését.
A központi inverterek a kezdetektől fogva uralták a napenergia-ipart. A mikroinverterek bevezetése az egyik legnagyobb technológiai váltás a fotovillamos iparban. A mikroinverterek az egyes napelemekre, és nem a teljes napenergia-rendszerre optimalizálódnak, ahogyan a központi inverterek teszik. Ez lehetővé teszi, hogy minden napelem maximális potenciállal működjön. Központi frekvenciaváltó használata esetén, ha problémája van az egyik napelemen (az árnyékban lehet, vagy piszkos lett), leronthatja a teljes napelem teljesítményét. Ha az egyik napelemen probléma merül fel, a többi napelem továbbra is hatékonyan működik.
Hogyan működik a napelem rendszer?
Íme egy példa arra, hogyan működik az otthoni napenergia-telepítés. Először a napfény eléri a napelemet a tetőn. A panelek konvertálják az energiát egyenáramává, amely egy inverterre áramlik. Az inverter átalakítja a villamos energiát DC-ről váltóáramra, amelyet akkor használhat otthonának táplálására. Gyönyörűen egyszerű és tiszta, és folyamatosan hatékonyabbá és megfizethetőbbé válik.
Mi történik azonban akkor, ha nem otthon használja a napelemek minden napsütéses napon áramot? És mi történik éjjel, amikor a naprendszer nem valós időben termel energiát? Ne aggódjon, a „nettó fogyasztásmérés” elnevezésű rendszer még mindig előnyös lehet.
Egy tipikus, rácsra kötött fotovoltaikus rendszer napfényes órákban gyakran több energiát termel, mint amennyire az ügyfeleknek szükségük van, így a fölösleges energiát visszavezetik a hálózatba másutt történő felhasználás céljából. Az ügyfél jóváírást kap a megtermelt többletenergiáért, és felhasználhatja ezt a hitelt a hagyományos hálózatból éjszakai vagy felhős napokon történő nyerésre. A hálózati fogyasztásmérő rögzíti az elküldött energiát a hálózatból kapott energiához képest.
