Fotovoltaik, güneş hücreleri ya da güneş panelleri sayesinde Güneş'tenelektrik elde etme yöntemidir. Fotovoltaik aynı zamanda bu konuda yapılan çalışmalara verilen genel bir addır.
Fotovoltaik elektrik üretimi
Kristal güneş hücresindeki alt tabaka kısmı, p-tipi (örneğin bor, galyum) veya n-tipi malzemelerden (fosfor, arsenik) biriyle katkılanırlar. Hücrenin yüzeyi ise, yığın yapı p-tipi katkılandıysa n-tipi, n-tipi katkılandı ise p-tipi elementlerle ve yapıda bir p-n eklemi oluşturulur. Burada amaç, fotovoltaik hücre üzerine düşen ışığın, katkı iyonlarından gelen yük taşıyıcılarının yığın yapı içinde ışık yoluyla aktive olması ile bir fotoakım oluşturmasıdır. Bu yük taşıyıcıları, güneş hücresi içinde yol alarak yapı üzerindeki metal kontaklara doğru hareket ederler ve buradan da metal teller aracılığıyla elektriği modül dışına taşıyan elektrik devreleri yoluyla dışarı taşınırlar. Bu sayede elektrik üretimi başarılmış olur.
Dünyada bu alanda çalışmak üzere akademik olarak kurulmuş pek çok enstitü ve araştırma merkezi bulunmaktadır.[1][2] Son yıllarda fotovoltaik hücre ve modül üretiminde de artış gözlenmiştir.[3][4][5] Dünya çapında Güneş enerjisinden elektrik üretimi ise 2020 yılı itibarıyla 583,5 GW kapasiteye ulaşmıştır.[6]
Güneş pilleri doğrudan güneş ışığındanelektrik üretir.Fotovoltaik güç potansiyeli haritası tahminleri, Ekvatora doğru optimum eğimli 1 kWp serbest duran c-Si modüllerinden kaç kWh elektrik üretilebileceğini gösterir. Ortaya çıkan uzun vadeli ortalama, en az 10 son yılın hava durumu verilerine dayanarak hesaplanır.
Fotovoltaikler, güneşten gelen enerjiyi fotovoltaik etkiyle elektron akışına dönüştürmek için güneş pilleri kullanan elektrik üretim yöntemdir.[7][8]
Güneş pilleri, ekipmanlara güç sağlamak veya pilleri şarj etmek için kullanılabilen güneş ışığından doğru akım elektrik üretir. Fotovoltaiklerin ilk pratik uygulaması yörüngedeki uydulara ve diğer uzay araçlarına güç sağlamaktı, ancak bugün fotovoltaik modüllerin çoğu güç üretimi için şebekeye bağlı sistemlerde kullanılmaktadır. Bu durumda DC'yi AC'ye dönüştürmek için bir invertör gerekir. Ayrıca, uzak konutlar, tekneler, eğlence amaçlı araçlar, elektrikli arabalar, yol kenarı acil durum telefonları, uzaktan algılama ve boru hatlarının katodik koruması için bağımsız sistemler için daha küçük bir pazar da vardır.
Fotovoltaik güç üretimi, yarı iletken bir malzeme içeren bir dizi güneş pilinden oluşan güneş modüllerini kullanır.[9] Bakır güneş kabloları modülleri (modül kablosu), panelleri (panel kablosu) ve alt alanları birbirine bağlar. Yenilenebilir enerji kaynaklarına olan talebin artması nedeniyle, güneş hücreleri ve fotovoltaik panellerin üretimi son yıllarda önemli ölçüde ilerlemiştir.[10][11][12]
Piller çevreden korunmayı gerektirir ve genellikle güneş modüllerine sıkıca paketlenir.
Fotovoltaik modül gücü, standart test koşulları (STC) altında "Wp" (watt tepe noktası) cinsinden ölçülür.[13] Belirli bir yerdeki gerçek güç çıkışı, coğrafi konuma, günün saatine, hava koşullarına ve diğer faktörlere bağlı olarak bu nominal değerden daha az veya daha çok olabilir.[14] Güneş fotovoltaik dizisi kapasite faktörleri, depolama ile birleştirilmediğinde genellikle %25'in altındadır ve bu, diğer birçok endüstriyel elektrik kaynağından daha düşüktür.[15]
