Fotogalvaanika
Fotogalvaanika (PV) on päikeseenergiat sisaldavate elementide kogum, mis muundab päikesekiirguse või päikeseenergia alalisvooluliseks elektrienergiaks. Tänu kasvavale nõudlusele taastuvate energiaallikate järele on päikesepatareide ja fotogalvaaniliste paneelide tootmine viimastel aastatel märkimisväärselt arenenud ja nende maksumus on langenud.
Fotogalvaaniline päikeseenergia kasvab kiiresti, alates väikesest baasist kuni 130 000 MW koguvõimsuseni maailmas 2013. aasta lõpus. Rohkem kui 100 riigis kasutatakse päikeseenergiat. Paigaldised võivad olla maapealsed (ja mõnikord integreeritud põllu- ja karjamaaga) või ehitatud hoone katusele või seintele.
Nellis'i päikeseelektrijaam Nellis'i õhuväebaasis USAs. Need paneelid jälgivad päikese suunda ühel teljel.
Fotogalvaaniline süsteem "puu" Austrias, Steiermargias
Paneelid
Fotogalvaanilised päikesepaneelid on saadaval mitmes erinevas pinges. Kõige levinumad on 12 volti, 24 volti ja 48 volti. Sarnaselt patareidele saab mitu päikesepaneeli ühendada, et toota kõrgemaid pingeid, näiteks kaks 48-voldist paneeli, mis on omavahel ühendatud, toodavad 96 volti. Inverter, akud ja päikesepaneelid süsteemis on tavaliselt kõik sama pingega. Kõrgema pingega süsteemi eeliseks on see, et kasutatakse peenemat kaablit, mis on odavam ja mida on lihtsam läbi kaabli tõmmata. Kõrgema pingega paigalduse puuduseks on see, et elektrilöögi ja elektrivalguse oht on suurem, mistõttu üle 48-voldiseid paigaldusi kasutatakse tavaliselt ainult päikeseelektrijaamades või ärihoonetes.
Fotogalvaaniline paigaldus sisaldab tavaliselt päikesepaneelide massiivi, inverterit, akusid (öiseks kasutamiseks), laadimiskontroller (seade, mis takistab akude ülelaadimist), kaks GFCI kaitselülitit (üks enne ja teine pärast inverterit) ning ühendusjuhtmeid. Mõnikord on pärast inverterit ka trafo, mis võib toidab 240-voldiseid raskeveoseid, näiteks pesukuivatit või ahju. Trafo on sageli osa inverterist ja seda ei ole näha. Kõik pärast inverterit (või trafot, kui see on olemas) on seadistatud nagu tavaline kommunaalteenuste toitega paigaldus (kaitsekilbid, valgustid, pistikupesad, lülitid jne). Kui trafot ei ole, võib kasutada ainult 120-voldiseid seadmeid. Ilma trafota paigaldised tuleb kaitselülitite paneelil märgistada, et hoiatada tulevasi elektrikuid, et 240-voldiseid seadmeid ei saa paigaldada. Mõnedes paigaldistes on alalisvoolu (DC) valgustus ja võimalik, et ka DC-seadmed. Selle eeliseks on see, et alalisvoolukoormuste puhul välditakse inverteri kadusid. Nendes paigaldistes on enne inverterit ühendatud eraldi alalisvoolu kaitsekilp. Ohutuse tagamiseks ei saa alalisvoolu juhtmeid viia vahelduvvoolu juhtmetega samas kanalis ning alalisvoolu pistikupesad ei tohi vastu võtta vahelduvvoolu pistikut ja vastupidi.
Päikesepatareid
Päikeseelement või fotogalvaaniline element on seade, mis muudab valgusenergia elektrienergiaks. Fotogalvaanika on kõige paremini tuntud kui elektrienergia tootmise meetod, mille puhul kasutatakse päikesepatareid, et muuta päikeseenergia elektronide vooluks. Fotogalvaanilist efekti märkas esmakordselt Alexandre-Edmond Becquerel 1839. aastal. Eric Seale (11. juuli 2003). "Fotogalvaaniline efekt". Välja otsitud 24. mail 2012. Praktiliselt kõik fotogalvaanilised seadmed on teatud tüüpi fotodioodid.
Päikesepatareisid saab kasutada tööriistade toiteks või aku laadimiseks. Fotogalvaanika esimene tegelik taotlus oli orbiidil tiirlevate satelliitide ja muude kosmoselaevade varustamine, kuid tänapäeval kasutatakse enamik fotogalvaanilisi mooduleid elektrivõrku ühendatud elektrienergia loomiseks. Sel juhul on vaja inverteriks nimetatavat vahendit, et muuta alalisvool vahelduvvooluks. Patareid vajavad kaitset keskkonna eest ja on tavaliselt tihedalt pakitud klaasplaadi taha. Kui on vaja rohkem energiat, kui üks element suudab anda, ühendatakse elemendid omavahel elektriliselt, et moodustada fotogalvaanilisi mooduleid ehk päikesepaneele. Ühe moodulist piisab ühe hädaabitelefoni toiteks, kuid maja või elektrijaama jaoks tuleb moodulid paigutada mitmekordsete massiividena.
Küsimused ja vastused
K: Mis on fotogalvaanika?
V: Fotogalvaanika (PV) on päikesepoolset fotogalvaanilist materjali sisaldavate elementide massiivid, mis muudavad päikesekiirguse ehk päikeseenergia alalisvooluliseks elektrienergiaks.
K: Kuidas on päikesepaneelide ja fotogalvaaniliste paneelide tootmine viimastel aastatel arenenud?
V: Tänu kasvavale nõudlusele taastuvate energiaallikate järele on päikesepatareide ja fotogalvaaniliste paneelide tootmine viimastel aastatel märkimisväärselt arenenud ning kulud on langenud.
K: Kui suur oli fotogalvaanika ülemaailmne tootmisvõimsus 2013. aasta lõpus?
V: Fotogalvaanilise päikeseenergia koguvõimsus oli 2013. aasta lõpus 130 000 MW.
K: Mitmes riigis kasutatakse päikeseenergiat?
V: Päikesepatareid kasutatakse rohkem kui 100 riigis.
K: Kus saab fotogalvaanikat paigaldada?
V: Paigaldised võivad olla maapinnale paigaldatud (ja mõnikord integreeritud põllu- ja karjamaaga) või ehitatud hoone katusele või seintele.
K: Millist elektrit toodab fotogalvaanika?
V: Fotovolatiivid toodavad alalisvoolu elektrit.
