Zasady wytwarzania energii z paneli słonecznych

Ogniwa słoneczne to urządzenia reagujące na światło i przekształcające energię świetlną w energię elektryczną. Istnieje wiele rodzajów materiałów, które mogą wywoływać efekty fotowoltaiczne, takie jak krzem monokrystaliczny, krzem polikrystaliczny, krzem amorficzny, arsenek galu, selen, ind, miedź i tak dalej. Zasada ich wytwarzania energii jest zasadniczo taka sama, a proces wytwarzania energii fotowoltaicznej opisano na przykładzie krzemu krystalicznego. Krzem krystaliczny typu P można domieszkować fosforem w celu uzyskania krzemu typu N, tworząc złącze PN.
Kiedy światło pada na powierzchnię ogniwa słonecznego, część fotonów jest pochłaniana przez materiał krzemowy; Energia fotonów jest przekazywana do atomu krzemu, powodując przejście elektronów, stając się wolnymi elektronami, które gromadzą się po obu stronach złącza PN i tworzą różnicę potencjałów. Kiedy obwód zewnętrzny jest włączony, pod działaniem tego napięcia prąd przepłynie przez obwód zewnętrzny, aby wytworzyć określoną moc wyjściową. Istotą tego procesu jest proces zamiany energii fotonów na energię elektryczną.
1, Istnieją dwa sposoby wytwarzania energii słonecznej: jedna to metoda konwersji energii elektrycznej na ciepło lekkie, a druga to metoda bezpośredniej konwersji energii elektrycznej.
(1) Metoda konwersji energii elektrycznej na ciepło lekkie wykorzystuje energię cieplną wytwarzaną przez promieniowanie słoneczne do wytwarzania energii elektrycznej. Zasadniczo kolektory słoneczne przekształcają pochłoniętą energię cieplną w parę roboczą, a następnie napędzają turbiny parowe w celu wytworzenia energii elektrycznej. Pierwszy proces to lekki proces konwersji ciepła; Ten ostatni proces to proces konwersji ciepła na energię elektryczną, podobny do zwykłego wytwarzania energii cieplnej. Termiczne elektrownie fotowoltaiczne charakteryzują się wysoką sprawnością, jednak ze względu na ich początkowy etap uprzemysłowienia nakłady inwestycyjne są obecnie wysokie. Elektrownia słoneczna o mocy 1000 MW wymaga inwestycji od 2 do 2,5 miliarda USD, przy średniej inwestycji od 2000 do 2500 USD za 1 kW. Dlatego nadaje się na małą skalę i na specjalne okazje, podczas gdy wykorzystanie na dużą skalę jest ekonomicznie nieopłacalne i nie może konkurować ze zwykłymi elektrowniami cieplnymi lub jądrowymi.
(2) Metoda bezpośredniej konwersji fotoelektrycznej Ta metoda wykorzystuje efekt fotoelektryczny do bezpośredniego przekształcania energii promieniowania słonecznego w energię elektryczną. Podstawowym urządzeniem do konwersji fotoelektrycznej są ogniwa słoneczne. Ogniwo słoneczne to urządzenie, które bezpośrednio przekształca energię słoneczną w energię elektryczną dzięki efektowi fotowoltaicznemu. Jest to fotodioda półprzewodnikowa. Kiedy światło słoneczne pada na fotodiodę, fotodioda przekształca energię słoneczną w energię elektryczną, generując prąd elektryczny. Gdy wiele akumulatorów jest połączonych szeregowo lub równolegle, mogą one stać się układem ogniw słonecznych o stosunkowo dużej mocy wyjściowej. Ogniwa słoneczne to obiecujący nowy typ źródła zasilania, który ma trzy główne zalety: trwałość, czystość i elastyczność. Ogniwa słoneczne mają długą żywotność i dopóki istnieje słońce, można je raz zainwestować i używać przez długi czas; W porównaniu z wytwarzaniem energii cieplnej i jądrowej ogniwa słoneczne nie powodują zanieczyszczenia środowiska; Ogniwa słoneczne mogą być duże, małe i średnie, począwszy od średniej wielkości elektrowni o mocy miliona kilowatów, po zestawy ogniw słonecznych, które obsługują tylko jedno gospodarstwo domowe, które nie mają sobie równych w innych źródłach energii.