Wat is een fotovoltaïsche module?
Een fotovoltaïsche module is een groep verbonden zonnecellen die worden gebruikt om energie uit zonnestraling op te vangen. Elke cel is elektrisch verbonden met deze modules, die op hun beurt zijn samengevoegd tot een paneel. Wanneer fotovoltaïsche panelen op verschillende locaties worden geïnstalleerd, worden ze arrays genoemd. Deze array is verbonden met een omvormer en een batterij voor opslag van de stroom.
Helaas zijn deze modules gevoelig voor een aantal milieueffecten, waardoor ze bescherming tegen de elementen vereisen. Vanwege dit feit moeten ze worden bedekt met glas om de zonnestraling nog steeds in de cellen te laten doordringen. De modules worden ook ondersteund door ruggen van metaal, glasvezel of kunststof. Dit houdt ze sterk tegen harde wind.
Lichtenergie in de vorm van fotonen wordt verzameld door de fotovoltaïsche module. Kristallijne siliciumcellen verzamelen deze fotonen uit een reeks lichtfrequenties. Problemen met het infrarood- en ultraviolette spectrum beperken echter de efficiëntie van de processen. De fotonen beïnvloeden de siliciumcellen en stimuleren de elektronen. Terwijl deze elektronen worden opgewonden, wordt elektriciteit gecreëerd en opgeslagen of naar een stroomnet gestuurd.
Elk van de elektrische verbindingen wordt in een reeks geplaatst om de best mogelijke spanningsoutput en -stroom te bereiken. Oververhitting van cellen veroorzaakt door schaduw wordt voorkomen met behulp van een systeem van diodes. Een fotovoltaïsche module kan ook worden aangepast met behulp van een concentrator. Dit is in wezen een reeks lenzen en spiegels die grotere hoeveelheden fotonen kunnen verzamelen en deze op kleinere vlaktes van cellen kunnen richten.
Bell Laboratories ontwikkelde het idee voor een fotovoltaïsche module op siliciumbasis in 1954. Het eerste praktische apparaat voor het verzamelen en omzetten van zonnestraling werd in de faciliteit gebouwd door Daryl Chapin, Calvin Fuller en Gerald Pearson. De efficiëntie van de zonlichtomzetting was ongeveer zes procent. Dit betekende dat slechts een klein deel van de fotonen die de fotovoltaïsche module beïnvloedden, daadwerkelijk elektriciteit produceerde. Dit was een grote uitdaging voor de industrie, in een poging om het proces te wijzigen om beter gebruik te maken van de fotonen en het lichtspectrum van de zon.
Zonnecellen, meestal gebruikt in de vorm van fotovoltaïsche arrays, hebben een aantal toepassingen. Ze kunnen eenvoudig worden gebruikt om stroom te leveren voor kleine apparaten zoals rekenmachines of tuinverlichting. Anders kunnen grote arrays op daken en in velden worden gebouwd om elektriciteit te produceren die in het elektriciteitsnet kan worden ingevoerd om het gebruik van andere bronnen te compenseren. Vanwege de lange levensduur van fotovoltaïsche zonne-energie, hebben NASA en andere ruimteagentschappen zonnedakspanen gebruikt om de meeste satellieten en het internationale ruimtestation te voeden. Dit biedt een oneindige stroombron en oplossing die deze objecten langdurig van stroom voorzien en op hun plaats houden.