Le celle solari fotovoltaiche sono materiali semiconduttori progettati per convertire la luce solare in elettricità. Puoi pensare a un semiconduttore come a uno scaffale vuoto sopra un bidone pieno di palline gonfiabili - dove le sfere sono come elettroni in un semiconduttore. Le palline nel cestino sottostante non possono muoversi molto lontano, quindi il materiale conduce male. Ma se una palla salta allo scaffale, può rotolare molto facilmente, quindi il materiale si trasforma in un buon conduttore. Quando la luce del sole entra in un semiconduttore, può sollevare una palla dal cestino e metterla sullo scaffale. Penseresti che più luce solare è, meglio è - più palle messe sullo scaffale, più corrente dalla cella solare. Ma più luce solare può anche significare temperature più alte - e temperature più alte generalmente riducono la potenza di una cella solare.
Semiconductors
Quando la luce del sole entra in una cella solare, aggiunge energia agli elettroni, ma quegli elettroni energetici non fanno bene a nessuno nella cella solare - devono uscire. Quindi le celle solari sono progettate in modo tale che il ripiano sia inclinato. Una palla sullo scaffale si arrotola rapidamente. Se si costruisce un tubo dal bordo basso del ripiano che si avvolge attorno al contenitore sottostante, le sfere scorreranno fuori dalla cella solare e torneranno indietro. È più o meno quello che succede quando i cavi elettrici sono collegati a una cella solare: gli elettroni vengono prelevati dalla luce solare e inseriti in un circuito.
Alimentazione da una cella solare
In termini elettrici , la potenza è tensione volte corrente. La corrente si riferisce al numero di elettroni che vengono spinti fuori dalla cella solare, e la tensione si riferisce alla "spinta" che ogni elettrone ottiene. Ripensando al cestino e allo scaffale, la corrente è il numero di palloni messi sullo scaffale ogni secondo e la tensione è quanto è alto lo scaffale.
Quando il sole diventa più luminoso. dà energia a più elettroni - solleva più sfere sullo scaffale - ma lo scaffale non diventa più alto. Cioè, la tensione di una cella solare dipende da come viene costruita la cella solare, mentre la corrente massima dipende da quanta luce solare assorbe. La tensione e la corrente dipendono anche da altri fattori. Uno di questi è la temperatura.
Effetti della temperatura
La temperatura misura quanto ci si muove. Nel caso di un semiconduttore, la temperatura misura quanto gli elettroni si muovono e quanto i titolari di questi elettroni si muovono. Pensando di nuovo allo scaffale e al cestino di palline, quando un semiconduttore è più caldo, è come se le palle si agitassero e rimbalzassero nel bidone e la mensola di sopra vibrasse su e giù.
In un caldo solare cella, le palle stanno già rimbalzando un po ', è più facile per la luce del sole raccoglierle e metterle sullo scaffale. Poiché lo scaffale vibra su e giù, è anche più facile per le sfere salire sullo scaffale, ma poiché non sono così alte, non rotolano più velocemente. Cioè, quando una cella solare al silicio diventa più calda, genera più corrente ma meno tensione. Sfortunatamente, è solo un po 'più corrente e molto meno tensione, quindi il risultato è che la potenza diminuisce.
Output pannello solare
I pannelli solari sono costruiti da un gruppo di celle solari cablate insieme. Diversi produttori costruiscono i pannelli in modo diverso, quindi potresti trovare un pannello solare con 38 celle e un altro con 480 celle. Anche con differenze nella produzione di pannelli solari in silicio, il materiale è più o meno lo stesso, quindi anche gli effetti della temperatura sono quasi identici. In genere, la potenza di uscita delle celle solari in silicio scende di circa lo 0,4 percento con ogni grado Celsius (1,8 gradi Fahrenheit).
La temperatura si riferisce alla temperatura effettiva del materiale e non alla temperatura dell'aria, quindi in una giornata di sole non è così insolito per un pannello solare di raggiungere 45 gradi C (113 gradi F). Ciò significa che un pannello valutato per 200 watt a 20 gradi C (68 gradi F) emetterà solo 180 watt.
