ソーラーパネルはどうやって動くの？？｜Demuda

5月 12, 2023

この記事では、ソーラーパネルの動作原理について説明します。私の取り組みを楽しんでいただければ幸いです。

太陽光発電システムでは、太陽エネルギーが直接電気エネルギーに変換されます。これにより、熱的方法による太陽光変換と比較して、システムがより便利でコンパクトになります。

太陽電池技術は、世界で最も急速に成長している発電技術です。その結果、変換効率が40％を超える太陽電池が登場しました。

ソーラーパネルの動作原理:

太陽電池としても知られる光電池は、光電効果を利用して太陽エネルギーを DC 電力に変換する半導体デバイスです。実際、すべての太陽電池はシリコンなどの半導体材料で作られたフォトダイオードです。太陽電池は 3 つのステップで動作します。

- 太陽光中の光子は太陽電池に当たり、半導体材料に吸収されます。

- マイナスに帯電した電子は原子から分離され、同じ方向に流れて電流が発生します。

- 一般的なシリコン太陽電池は、最大 0.5 V の電圧と最大 6 A の電流を生成できます。したがって、その最大電力は 3 W です。

太陽電池単体の出力は小さいため、多数の太陽電池を接続して太陽電池モジュールを構成し、太陽電池モジュールを組み合わせたものをパネルと呼びます。パネルの組み合わせは太陽電池アレイと呼ばれ、太陽光発電システムから必要な電力出力を得るために必要です。

太陽電池を直列に接続すると、直列に接続したセルの数と同じだけ電圧が増加します。ただし、電流は一定のままです。

セルを並列接続すると、1 つのセルと同様に電圧は一定のままですが、電流は 2 倍になります。バッテリー、モジュール、またはパネルは、電圧が同じ場合にのみ並列接続できます。太陽光発電システムの主なコンポーネントは次のとおりです。

- ブロッキングダイオード: SPV アレイはバッテリーに接続されます。晴天時にはパネルが発電してバッテリーを充電します。しかし、太陽光がない場合や夜間には、電流は逆に、つまりバッテリーからアレイに流れようとします。これによりアレイが損傷する可能性があります。したがって、この逆電流を避けるためにブロッキングダイオードが使用されます。

- レギュレータ: 太陽光発電パネルの電圧出力は太陽光の強さに応じて変化します。これにより、負荷電流が変動します。電圧レギュレータは、電圧変動が指定された範囲内に収まるようにします。

・インバータ：太陽電池で発電した電力は直流なので、利用しやすいようにインバータを使って交流に変換します。さまざまな保護装置を備えたインバーターユニットがシステムの安全性を確保し、負荷と利用可能な電力を自動的に切り替えます。

- バッテリー: 太陽エネルギーを蓄えるために使用されます。これらは太陽光発電システムの最も重要なコンポーネントです。太陽光発電システムの成功は、蓄電池システムに大きく依存します。

- バッテリーコントローラー: これらは、バッテリーコントローラー

バッテリーは正しい電圧と電流レベルで充電および放電されるため、寿命が延び、損傷が防止されます。

全体として、太陽光発電システムの動作原理には、太陽電池による太陽エネルギーの電気エネルギーへの変換が含まれ、その後、電池に蓄えられるか、インバーターを使用して AC 電力に変換されます。このシステムには、適切な機能と安全性を確保するためのブロッキングダイオード、レギュレーター、バッテリーコントローラーなどのコンポーネントも含まれています。

太陽光発電システムのメリット

太陽光発電システムを使用すると、次のようないくつかの利点があります。

1. 再生可能: 太陽エネルギーは再生可能な資源であり、継続的に補充することができます。

2. 環境に優しい：太陽光発電は有害なガスや汚染物質を環境に放出しないため、クリーンで持続可能なエネルギー源です。

3. 低メンテナンス: ソーラーパネルは設置後のメンテナンスがほとんど必要ないため、長期的に使用するのが簡単でコスト効率が高くなります。

4. エネルギーの独立性: 太陽光発電により、ユーザーは自家発電が可能になり、従来の電源への依存が軽減されます。

5. 遠隔電源: 太陽光発電は、電力網に接続されていない遠隔地に最適であり、手頃な価格で信頼性の高い電力源を提供できます。

全体として、太陽光発電システムは、持続可能かつコスト効率よく発電する優れた方法であり、その利点がより広く認識されるにつれて、その利用はさらに拡大すると考えられます。

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