Fotovoltaika
Fotogalvaniskie elementi (PV) ir saules fotoelementus saturoši saules fotoelementu bloki, kas saules starojumu vai saules enerģiju pārvērš līdzstrāvas elektroenerģijā. Tā kā pieaug pieprasījums pēc atjaunojamiem enerģijas avotiem, saules bateriju un fotogalvanisko elementu masīvu ražošana pēdējos gados ir ievērojami attīstījusies, un to izmaksas ir samazinājušās.
Saules fotoelementu ražošana no nelielas bāzes strauji attīstās un 2013. gada beigās sasniedza 130 000 MW kopējo jaudu pasaulē. Vairāk nekā 100 valstīs izmanto saules fotoelementus. Iekārtas var būt uz zemes (dažkārt tās var integrēt ar lauksaimniecisko darbību un ganībām) vai iebūvētas ēkas jumtā vai sienās.
Nellis saules spēkstacija Nellis gaisa spēku bāzē ASV. Šie paneļi virzās uz sauli pa vienu asi.
Fotogalvaniskās sistēmas "koks" Štīrijā, Austrijā
Paneļi
Fotogalvaniskie saules paneļi ir dažādu spriegumu. Visbiežāk sastopamie ir 12 voltu, 24 voltu un 48 voltu. Līdzīgi kā baterijas, vairākus saules paneļus var savienot kopā, lai radītu lielāku spriegumu, piemēram, divi 48 voltu paneļi, kas savienoti kopā, radītu 96 voltus. Invertoram, akumulatoriem un saules paneļiem sistēmā parasti ir vienāds spriegums. Augstāka sprieguma sistēmas priekšrocība ir tā, ka tiek izmantoti plānāki vadi, kas ir lētāki un vieglāk izvelkami caur cauruļvadiem. Augstāka sprieguma instalācijas trūkums ir tas, ka lielāks risks ir elektriskās strāvas trieciena un loka eksplozijas risks, tāpēc instalācijas ar spriegumu virs 48 V parasti ir sastopamas tikai saules elektrostacijās vai komerciālās ēkās.
Fotogalvaniskās instalācijās parasti ietilpst saules paneļu masīvs, invertors, uzlādējamas baterijas (izmantošanai naktī), uzlādes kontrolieris (ierīce, kas novērš bateriju pārmērīgu uzlādi), divi GFCI slēdži (viens pirms invertora un otrs aiz invertora) un starpsavienojuma vadi. Dažkārt aiz invertora ir arī transformators, kas var darbināt 240 V lielas ierīces, piemēram, veļas žāvētāju vai cepeškrāsni. Transformators bieži vien ir invertora daļa, un tas nav redzams. Viss, kas atrodas aiz invertora (vai transformatora, ja tāds ir), ir ierīkots kā parastā komunālo pakalpojumu iekārtā (slēdžu panelis, apgaismojums, rozetes, slēdži utt.). Ja transformatora nav, var izmantot tikai 120 voltu ierīces. Instalācijas bez transformatora ir jāmarķē kā tādas uz slēdžu paneļa, lai brīdinātu nākamos elektriķus, ka nevar uzstādīt 240 voltu ierīces. Dažās iekārtās ir līdzstrāvas (DC) apgaismojums un, iespējams, DC ierīces. Tā priekšrocība ir tā, ka līdzstrāvas slodžu gadījumā tiek novērsti zaudējumi invertorā. Šādās iekārtās pirms invertora ir pieslēgts atsevišķs līdzstrāvas slēdžu panelis. Drošības apsvērumu dēļ līdzstrāvas vadus nevar novadīt vienā kanālā ar maiņstrāvas vadiem, un līdzstrāvas kontaktligzdas nedrīkst savienot ar maiņstrāvas kontaktdakšu un otrādi.
Saules baterijas
Saules baterija jeb fotogalvaniskais elements ir ierīce, kas gaismas enerģiju pārvērš elektrībā. Fotogalvaniskie elementi ir vislabāk zināmi kā elektroenerģijas ražošanas metode, izmantojot saules baterijas, kas saules enerģiju pārvērš elektronu plūsmā. Pirmo reizi fotogalvanisko efektu 1839. gadā pamanīja Aleksandrs Edmonds Bekerels. Eric Seale (2003. gada 11. jūlijs). "Fotogalvaniskais efekts". Skatīts 2012. gada 24. maijā. Praktiski visas fotogalvaniskās ierīces ir kāda veida fotodiode.
Saules baterijas var izmantot, lai darbinātu darbarīkus vai uzlādētu akumulatoru. Pirmo reizi fotoelementus faktiski izmantoja, lai darbinātu orbītā lidojošus satelītus un citus kosmosa kuģus, bet šodien lielākā daļa fotoelementu moduļu tiek izmantoti, lai ražotu elektroenerģiju, kas pieslēgta elektrotīklam. Šādā gadījumā ir nepieciešams instruments, ko sauc par invertoru, lai pārveidotu līdzstrāvu maiņstrāvā. Elementiem nepieciešama aizsardzība pret apkārtējās vides iedarbību, un parasti tie ir cieši iepakoti aiz stikla plēves. Ja ir nepieciešams lielāks enerģijas daudzums, nekā var izdalīt viena šūna, šūnas tiek elektriski savienotas kopā, veidojot fotoelementu moduļus jeb saules baterijas. Ar vienu moduli pietiek, lai darbinātu avārijas tālruni, bet mājām vai spēkstacijām moduļi ir jāsakārto daudzkārtīgi, veidojot masīvus.
Jautājumi un atbildes
J: Kas ir fotogalvanika?
A: Fotovoltaika (PV) ir saules fotoelementu masīvi, kas satur saules fotoelementu materiālu, kas saules starojumu vai saules enerģiju pārvērš līdzstrāvas elektrībā.
J: Kā pēdējos gados ir attīstījusies saules bateriju un fotoelementu masīvu ražošana?
A: Tā kā pieaug pieprasījums pēc atjaunojamiem enerģijas avotiem, saules bateriju un fotoelementu masīvu ražošana pēdējos gados ir ievērojami attīstījusies, un to izmaksas ir samazinājušās.
J: Cik liela bija fotogalvanisko elementu jauda pasaulē 2013. gada beigās?
A: 2013. gada beigās saules fotoelementu kopējā globālā jauda bija 130 000 MW.
J: Cik valstīs izmanto saules fotoelektrostacijas?
A: Vairāk nekā 100 valstīs izmanto saules fotoelementus.
J: Kur var uzstādīt fotogalvaniskās iekārtas?
A: Instalācijas var uzstādīt uz zemes (dažkārt tās var integrēt ar lauksaimniecisko darbību un ganībām) vai iebūvēt ēkas jumtā vai sienās.
J: Kāda veida elektroenerģiju ražo fotovolātika?
A: Fotovolātika ražo līdzstrāvas elektrību.
