Principi proizvodnje energije solarnih panela

Solarne ćelije su uređaji koji reagiraju na svjetlost i pretvaraju svjetlosnu energiju u električnu. Postoje mnoge vrste materijala koji mogu proizvesti fotonaponske efekte, kao što su monokristalni silicij, polikristalni silicij, amorfni silicij, galijev arsenid, selen, indij, bakar i tako dalje. Princip njihove proizvodnje energije je u osnovi isti, a proces fotonaponske proizvodnje energije opisan je na primjeru kristalnog silicija. Kristalni silicij P-tipa može se dopirati fosforom kako bi se dobio silicij N-tipa, tvoreći PN spoj.
Kada svjetlost udari u površinu solarne ćelije, dio fotona apsorbira materijal silicija; Energija fotona prenosi se na atom silicija, uzrokujući da elektroni prolaze kroz prijelaz, postajući slobodni elektroni koji se skupljaju s obje strane PN spoja i tvore potencijalnu razliku. Kada je vanjski strujni krug uključen, pod djelovanjem ovog napona, struja će teći kroz vanjski krug da bi se stvorila određena izlazna snaga. Suština ovog procesa je proces pretvaranja energije fotona u električnu energiju.
1, Postoje dva načina proizvodnje solarne energije: jedan je metoda pretvorbe električne energije topline svjetlosti, a drugi je metoda izravne pretvorbe električne energije svjetlosti.
(1) Metoda pretvorbe topline svjetlosti u električnu energiju koristi toplinsku energiju generiranu sunčevim zračenjem za proizvodnju električne energije. Općenito, solarni kolektori pretvaraju apsorbiranu toplinsku energiju u paru radnog medija, a zatim pokreću parne turbine za proizvodnju električne energije. Prvi proces je proces pretvorbe lagane topline; Potonji proces je proces pretvorbe toplinske električne energije, sličan običnoj proizvodnji toplinske energije. Solarne fotonaponske termoelektrane imaju visoku učinkovitost, ali zbog početne faze industrijalizacije investicije su trenutno visoke. Solarna termoelektrana snage 1000 MW zahtijeva ulaganje od 2 do 2,5 milijarde dolara, s prosječnim ulaganjem od 2000 do 2500 dolara za 1 kW. Stoga je prikladna za manje i posebne prigode, dok je velika uporaba ekonomski neekonomična i ne može konkurirati običnim termoelektranama ili nuklearnim elektranama.
(2) Metoda izravne fotoelektrične pretvorbe Ova metoda koristi fotoelektrični učinak za izravnu pretvorbu energije sunčevog zračenja u električnu energiju. Osnovni uređaj za fotoelektričnu pretvorbu su solarne ćelije. Solarna ćelija je uređaj koji izravno pretvara sunčevu energiju u električnu zahvaljujući fotonaponskom efektu. To je poluvodička fotodioda. Kada sunčeva svjetlost pogodi fotodiodu, fotodioda pretvara sunčevu energiju u električnu energiju, stvarajući električnu struju. Kada su mnoge baterije spojene u seriju ili paralelno, one mogu postati niz solarnih ćelija s relativno velikom izlaznom snagom. Solarne ćelije obećavajuća su nova vrsta izvora energije s tri glavne prednosti: trajnost, čistoća i fleksibilnost. Solarne ćelije imaju dug životni vijek, a dok god ima sunca, mogu se jednom uložiti i koristiti dugo; U usporedbi s proizvodnjom toplinske i nuklearne energije, solarne ćelije ne zagađuju okoliš; Solarne ćelije mogu biti velike, male i srednje veličine, od srednjih elektrana s kapacitetom od milijun kilovata do paketa solarnih ćelija koji opslužuju samo jedno kućanstvo, a kojima drugi izvori energije nemaju premca.