Aurinkosähkö aurinkopaneelit absorboivat auringonvaloa energianlähteenä tasavirran sähkön tuottamiseksi. Aurinkosähkömoduuli (PV) on pakattu, kytketty kokoonpano aurinkosähkökennoista, joita on saatavana erilaisilla jännitteillä ja tehoilla. Aurinkosähkömoduulit muodostavat aurinkosähköjärjestelmän, joka tuottaa ja toimittaa aurinkoenergiaa kaupallisissa ja asuinrakennuksissa.

Aurinkoenergian keräyksen yleisin käyttö maatalouden ulkopuolella on aurinkoveden lämmitysjärjestelmät.

Aurinkosähkömoduulit käyttävät aurinkoa sisältävää valoenergiaa (fotoneja) sähkön tuottamiseen aurinkosähkön vaikutuksen kautta. Suurin osa moduuleista käyttää kiekkoon perustuvia kiteisiä piisoluja tai ohutkalvokennoja. Moduulin rakenteellinen (kantava) osa voi olla joko yläkerros tai takakerros. Solut on myös suojattava mekaanisilta vaurioilta ja kosteudelta. Suurin osa moduuleista on jäykkiä, mutta myös puolijoustavia moduuleja, jotka perustuvat ohutkalvokennoihin, on saatavana. Solut on kytkettävä sähköisesti sarjaan toisiinsa.

Aurinkopaneelin takaosaan on kiinnitetty PV-kytkentärasia, joka on sen lähtöliitäntä. Ulkoisesti suurin osa aurinkosähkömoduuleista käyttää tyyppisiä MC4-liittimiä helpottamaan säänkestäviä yhteyksiä muuhun järjestelmään. Myös USB-virtaliitäntää voidaan käyttää.

Moduulien sähkökytkennät tehdään sarjaan halutun lähtöjännitteen saavuttamiseksi tai rinnakkain halutun virran kapasiteetin (ampeerit) aikaansaamiseksi. Sähköä johtavat johtimet, jotka virtaavat moduuleista, voivat sisältää hopeaa, kuparia tai muita ei-magneettisia johtavia siirtymämetalleja. Ohitusdiodit voidaan sisällyttää tai käyttää ulkoisesti moduulien osittaisen varjostuksen tapauksessa, jotta voidaan edelleen maksimoida moduuliosien, jotka ovat edelleen valaistuja, lähtö.

Joihinkin erityisiin aurinkoenergia-PV-moduuleihin sisältyy keskittimiä, joissa linssit tai peilit keskittävät valon pienempiin kennoihin. Tämä mahdollistaa sellaisten solujen käytön, joilla on korkeat pinta-alayksikkökustannukset (kuten gallium-arsenidi) kustannustehokkaalla tavalla.

Aurinkopaneeleissa käytetään myös metallikehyksiä, jotka koostuvat telineistä, kiinnikkeistä, heijastinmuodoista ja kouruista paneelien rakenteen tukemiseksi paremmin.

Vuonna 1839 Alexandre-Edmond Becquerel havaitsi eräiden materiaalien kyvyn luoda sähkövaraus valolta. Vaikka ensi-ilta aurinkopaneelit olivat liian tehottomia jopa yksinkertaisiin sähkölaitteisiin, niitä käytettiin välineenä valon mittaamiseen. Becquerelin havainto toistettiin uudelleen vasta vuonna 1873, kun Willoughby Smith havaitsi, että varaus voi johtua valon lyömisestä seleeniin. Tämän löytön jälkeen William Grylls Adams ja Richard Evans Day julkaisivat "Valon vaikutus seleeniin" vuonna 1876 kuvaten kokeilua, jota he käyttivät toistaakseen Smithin tuloksia. Vuonna 1881 Charles Fritts loi ensimmäisen kaupallisen aurinkopaneelin, jonka Fritts ilmoitti "jatkuvana, jatkuvana ja huomattavana voimana paitsi auringonvalolle altistumisella, että myös himmeälle, hajaantuneelle päivänvalolle". Nämä aurinkopaneelit olivat kuitenkin erittäin tehottomia etenkin kivihiilivoimaloihin verrattuna. Vuonna 1939 Russell Ohl loi aurinkokennojen suunnittelun, jota käytetään monissa nykyaikaisissa aurinkopaneeleissa. Hän patentoi mallinsa vuonna 1941. Vuonna 1954 Bell Labs käytti tätä mallia ensimmäisen kaupallisesti kannattavan piis aurinkokennon luomiseen.

Suurin osa aurinkomoduuleista tuotetaan tällä hetkellä kiteisestä piistä (c-Si) aurinkokennoista, jotka on valmistettu monikiteisestä ja monokiteisestä piistä. Vuonna 2013 kiteisen piin osuus oli yli 90 prosenttia maailman PV-tuotannosta, kun taas loput kokonaismarkkinoista koostuvat ohutkalvotekniikasta, jossa käytettiin kadmiumtelluridia, CIGS: ää ja amorfista piitä.

Kehittyvät, kolmannen sukupolven aurinkoteknologiat käyttävät edistyneitä ohutkalvokennoja. Ne tuottavat suhteellisen suuren hyötysuhteen muuntamisen edullisiksi muihin aurinkotekniikoihin verrattuna. Myös kalliita, tehokkaita ja tiiviisti pakattuja suorakulmaisia ​​moniliitoskennoja (MJ) käytetään edullisesti aurinkopaneeleissa avaruusaluksissa, koska ne tarjoavat suurimman tuotetun tehon suhteessa avaruuteen nostettua kiloa kohti. MJ-kennot ovat yhdistelmäpuolijohteita, jotka on valmistettu gallium-arsenidistä (GaAs) ja muista puolijohdemateriaaleista. Toinen kehittyvä PV-tekniikka, joka käyttää MJ-soluja, on väkevöintivalosähkö (CPV).

Tältä sivulta voit ladata ilmaisia ​​PNG-kuvia: Aurinkopaneelien PNG-kuvia ilmaiseksi