Was ist ein Photovoltaikmodul?
Ein Photovoltaikmodul ist eine Gruppierung von verbundenen Solarzellen, die zur Sammlung von Energie aus Sonnenstrahlung verwendet werden. Jede Zelle ist elektrisch mit diesen Modulen verbunden, die wiederum zu einem Panel zusammengefasst sind. Wenn Photovoltaik-Module an verschiedenen Orten installiert werden, werden sie als Arrays bezeichnet. Dieses Array ist mit einem Wechselrichter und einer Batterie zur Speicherung der Leistung verbunden.
Leider sind diese Module einer Reihe von Umwelteinflüssen ausgesetzt, weshalb sie vor Witterungseinflüssen geschützt werden müssen. Aus diesem Grund müssen sie mit Glas abgedeckt werden, damit die Sonnenstrahlung weiterhin in die Zellen eindringen kann. Die Module werden auch von Trägern aus Metall, Glasfaser oder Kunststoff getragen. Dies hält sie stark gegen starke Winde.
Lichtenergie in Form von Photonen wird vom Photovoltaikmodul gesammelt. Kristalline Siliziumzellen sammeln diese Photonen aus einem Bereich von Lichtfrequenzen. Schwierigkeiten mit dem Infrarot- und Ultraviolettspektrum begrenzen jedoch die Effizienz der Prozesse. Die Photonen treffen auf die Siliziumzellen und regen die Elektronen an. Wenn diese Elektronen angeregt werden, wird Strom erzeugt und gespeichert oder in ein Stromnetz eingespeist.
Jeder der elektrischen Anschlüsse ist in Reihe geschaltet, um die bestmögliche Ausgangsspannung und den bestmöglichen Strom zu erzielen. Eine durch Schatten verursachte Überhitzung der Zellen wird durch ein Diodensystem verhindert. Ein Photovoltaikmodul kann auch mit einem Konzentrator modifiziert werden. Dies ist im Wesentlichen eine Reihe von Linsen und Spiegeln, die größere Mengen von Photonen sammeln und auf kleinere Zellenebenen lenken können.
Die Bell Laboratories entwickelten 1954 die Idee für ein Photovoltaik-Modul auf Siliziumbasis. Das erste praktische Gerät zur Sammlung und Umwandlung von Sonnenstrahlung in Elektrizität wurde von Daryl Chapin, Calvin Fuller und Gerald Pearson in der Anlage gebaut. Der Wirkungsgrad der Sonnenlichtumwandlung betrug ungefähr sechs Prozent. Dies bedeutete, dass nur ein kleiner Teil der auf das Photovoltaikmodul auftreffenden Photonen tatsächlich Strom erzeugte. Dies war eine große Herausforderung für die Industrie, da versucht wurde, den Prozess zu modifizieren, um die Photonen und das Lichtspektrum der Sonne besser auszunutzen.
Solarzellen, die am häufigsten in Form von Photovoltaik-Arrays verwendet werden, haben eine Reihe von Verwendungsmöglichkeiten. Sie können einfach zur Stromversorgung kleiner Geräte wie Taschenrechner oder Gartenbeleuchtung verwendet werden. Andernfalls können auf Dächern und auf Feldern große Arrays errichtet werden, um Strom zu erzeugen, der in das Stromnetz eingespeist werden kann, um den Verbrauch anderer Ressourcen auszugleichen. Aufgrund der langen Lebensdauer der Photovoltaik haben die NASA und andere Weltraumagenturen Sonnenschindeln zur Stromversorgung der meisten Satelliten und der Internationalen Raumstation eingesetzt. Dies bietet eine unendliche Energiequelle und Lösung, die diese Objekte über einen langen Zeitraum mit Strom versorgt und an ihrem Platz hält.