solární panely se rychle stávají velmi atraktivní možností obnovitelné energie, která by mohla být neuvěřitelně prospěšná pro životní prostředí. Proces přeměny slunečního světla na elektrickou energii je ten, který se v posledních několika desetiletích dramaticky zlepšil a je nyní účinnější než kdy jindy. Využití sluneční energie existuje již léta v malých zařízeních, jako jsou kalkulačky, ale nyní mnozí mluví o napájení domů a podniků z těchto panelů.
solární energie je jedním z nejslibnějších obnovitelných zdrojů energie, které jsou v současné době k dispozici, vzhledem k tomu, že solární energie je bohatá. Paprsky, které vycházejí ze slunce, mohou produkovat téměř 1 000 wattů energie na každý čtvereční metr zemského povrchu. Sbíráním této energie bychom se už nikdy nemuseli spoléhat na poškozování fosilních paliv. Solární fotovoltaický systém využívá sluneční světlo k výrobě elektřiny, kterou můžete použít k napájení vašeho domova nebo kanceláře, což může snížit vaši uhlíkovou stopu a dopad na životní prostředí.
sluneční energie se vytváří pomocí energie, která byla generována sluncem. Solární panel je schopen fungovat pomocí sluneční energie, která je odvozena od slunce. Každý solární panel obsahuje mnoho různých křemíkových článků nebo solárních článků. Jsou stavebními kameny solárních panelů. Energie ze Slunce je absorbována těmito solárními články. Solární energie získaná ze Slunce je přeměněna na elektřinu pomocí solárního panelu.
z tohoto důvodu je důležité přesně pochopit, jak solární panely fungují a jak je lze použít k výrobě elektřiny pro průměrný domov.
1. Solární panely instalované na střechách absorbují sluneční světlo (fotony) ze slunce.
2. Křemík a vodiče v panelu přeměňují sluneční světlo na stejnosměrný proud (DC), který pak proudí do střídače.
3. Střídač pak převádí DC na AC (střídavý proud) elektrickou energii, kterou můžete použít u vás doma.
4. Přebytečná elektřina, kterou nepoužíváte, může být přiváděna zpět do sítě.
5. Když vaše solární panely produkují méně energie, než co potřebujete doma, můžete vždy koupit elektřinu z nástroje.
proces přeměny solární energie na elektřinu
- solární panely používají speciální proces přeměny fotonů na elektrony k vytvoření proudu využitím speciálního typu článku známého jako fotovoltaický článek. Tyto buňky se běžně nacházejí na přední straně kalkulaček a malých gadgetů. Když je jejich banka spojena dohromady, jsou souhrnně známé jako solární panel.
- fotovoltaické články jsou tvořeny polovodivými materiály, jako je křemík. Polovodič absorbuje světlo ze slunce. Když k tomu dojde, fotony na slunečním světle srazí některé elektrony v polovodivém materiálu, což jim umožní proudit v elektrickém proudu.
- v každé buňce je elektrické pole, které se používá k zefektivnění tohoto toku elektronů v určitém směru. Když se tyto elektrony setkají s kovovým kontaktem umístěným na fotovoltaickém článku, mohou být použity k napájení zařízení.
použití křemíku
- křemík je tvořen v krystalické formě, přičemž každý atom křemíku drží čtrnáct elektronů ve specializovaném uspořádání tří různých skořápek. Dvě z těchto skořápek jsou plné a drží dva a osm elektronů. Třetí skořápka, která drží poslední čtyři elektrony, je plná pouze z poloviny. Za účelem vyplnění Poslední skořápky bude křemík sdílet elektrony se čtyřmi blízkými atomy. To mu dává krystalickou strukturu.
- ve své přirozené formě není křemík zvláště dobrým vodivým materiálem, protože nemá žádné volné elektrony, na rozdíl od jiných vodivých materiálů, jako je měď. Aby se uvolnil pohyb těchto elektronů, křemík nalezený v solárních panelech je speciální, nečistá forma křemíku. Smícháním jiných atomů s atomy křemíku vzniká nerovnoměrný počet volných elektronů. Tyto elektrony netvoří žádné vazby, a tak se mohou volně pohybovat, když jsou zasaženy světlem.
- křemík je přirozeně velmi lesklý a reflexní, takže aby se zabránilo odrazu fotonů od materiálu, aplikuje se na buňky antireflexní povlak. Poměrně často se na vrchol položí skleněný kryt, aby se křemík chránil před vnějšími prvky.
elektrické pole
- když se pozitivní a negativní křemík dostanou do vzájemného kontaktu, volné elektrony na jedné straně budou přitahovány k druhé. Když se oba smíchají, vytvářejí formu bariéry známé jako elektrické pole. Toto pole tlačí elektrony z pozitivního křemíku na negativní, ale neumožňuje jim proudit opačným směrem.
- když fotony zasáhnou fotovoltaický článek, páry elektronových děr se rozpadnou. Když k tomu dojde, elektron se uvolní a prostor bude k dispozici pro vyplnění jiným elektronem. Elektron se bude pohybovat na zápornou stranu, zatímco díra se přesune na kladnou stranu, čímž vznikne nerovnováha v elektrické neutralitě buňky. Vložením vodičů můžeme použít tento pohyb elektronů vytváří proud, zatímco elektrické pole vytváří napětí. Výsledkem těchto dvou je síla.
potenciální ztráta energie
jedním z hlavních problémů, kterým čelí sluneční energie, je skutečnost, že je často méně účinná než jiné formy výroby energie, což přináší nízké množství energie ve srovnání s protějšky, jako je spalování fosilních paliv. Existuje mnoho důvodů pro tuto ztrátu energie.
- jednou z hlavních příčin ztráty energie je skutečnost, že světlo ze slunce přichází v mnoha různých vlnových délkách. Některé z těchto vlnových délek fungují přesně podle očekávání, s fotony oddělujícími páry elektronů a děr. Některé z nich však nemají energii oddělit tyto páry a neškodně je projít. Jiní mají stále příliš mnoho energie, což znamená, že velká část energie je ztracena kvůli skutečnosti, že existuje více energie, než je zapotřebí k uvolnění elektronu, ale ne dost na to, aby se klepalo více zdarma.
- zatímco jiný materiál by vyžadoval méně energie, aby uvolnil své elektrony, znamenalo by to, že napětí materiálu by bylo mnohem nižší. Aby se zvýšila účinnost, musí existovat rovnováha mezi napětím a proudem produkovaným solárním článkem. Bez této rovnováhy je účinnost ztracena.
- kov je obvykle umístěn na dně buněk, aby vedl elektrony. Tyto desky však nebudou shromažďovat veškerou vyrobenou energii, protože některé budou ztraceny přes vrchol. Zakrytí vrcholu by znamenalo ztrátu slunečního světla, zatímco uvedení vodičů kolem vnější strany buňky by vyžadovalo, aby elektrony cestovaly mnohem dále. Z tohoto důvodu jsou buňky často pokryty tenkou kovovou mřížkou, která pomáhá snížit vzdálenost, kterou elektrony potřebují k cestování.
využití solární energie
- připojením solárních panelů na střechu domu mohou být fotovoltaické články použity k výrobě elektřiny, která může být použita přímo napájecím zdrojem domu nebo stále více uložena ve velkých bateriích, které lze použít k napájení domu jako generátor. Samozřejmě, pokud žijete v tmavší oblasti světa, účinnost těchto solárních panelů se výrazně sníží.
- solární energie může být také prodávána do energetických sítí, když se vyrábí přebytek elektřiny. To znamená, že by slunce svítilo jasně, můžete využít solární články k napájení vašich zařízení a dokonce vydělat nějaké peníze, pokud generujete přebytek energie. Podobně, pokud by slunce nesvítilo, stále budete připojeni k hlavní rozvodné síti, která by vám umožnila od nich nakupovat energii, pokud se nechcete spoléhat na baterie nebo generátory.
- solární panely jsou také běžné v kosmické lodi k výrobě elektřiny pro palubní počítače a další elektrické spotřebiče. To je do značné míry způsobeno skutečností, že účinnost solárních panelů se ve vesmíru nezmenšuje a Slunce vždy svítí, což znamená, že plavidlo má spolehlivý zdroj energie, aniž by s sebou muselo nosit těžká paliva nebo baterie. Tyto panely se často nacházejí na satelitech a objevovacích plavidlech, jako jsou raketoplány a řemesla, jako jsou Mars rovers.
každý solární panel obsahuje mnoho různých křemíkových článků nebo solárních článků. Každý solární článek generuje několik voltů elektřiny. Fotony dopadnou na povrch těchto solárních článků a poté vytvoří elektrický proud. Střecha je obvyklým místem, kde jsou solární panely instalovány v domácnostech nebo kancelářích, takže získává požadované množství slunečního záření. Fotovoltaické panely na solárním panelu přeměňují sluneční energii na elektrickou energii. Elektřina, která je generována prostřednictvím těchto panelů, je většinou stejnosměrný (stejnosměrný proud), který bude pomocí střídače přeměněn na střídavý (střídavý proud). Křemík je jedním z hlavních materiálů, které se obvykle používají pro výrobu solárního panelu.