solpaneler er hurtigt ved at blive en meget attraktiv mulighed for vedvarende energi, hvilket kan ende med at være utroligt gavnligt for miljøet. Processen med at konvertere sollys til elektrisk energi er en, der er forbedret dramatisk i løbet af de sidste par årtier, og er nu mere effektiv end nogensinde. Brugen af solenergi har eksisteret i årevis i små enheder som regnemaskiner, men nu taler mange om at drive huse og virksomheder ud af disse paneler.
Sol er en af de mest lovende vedvarende energikilder, der i øjeblikket er tilgængelige, fordi solenergi er rigelig. De stråler, der kommer fra solen, kan producere næsten 1.000 vand af energi for hver kvadratmeter af jordens overflade. Ved at indsamle den energi, ville vi aldrig være nødt til at stole på at beskadige fossile brændstoffer igen. Et solcelleanlæg bruger sollys til at generere elektricitet, som du kan bruge til at drive dit hjem eller kontor, der kan reducere dit kulstofaftryk og påvirkning af miljøet.
Solenergi skabes ved hjælp af den energi, der er genereret af solen. Et solcellepanel er i stand til at fungere ved hjælp af den solenergi, der stammer fra solen. Hvert solcellepanel indeholder mange forskellige siliciumceller eller solceller. De er byggesten af solpaneler. Energien fra solen absorberes af disse solceller. Solenergien, der stammer fra solen, omdannes til elektricitet ved hjælp af et solenergipanel.
af denne grund er det vigtigt at forstå nøjagtigt, hvordan solpaneler fungerer, og hvordan de kan bruges til at producere elektricitet til det gennemsnitlige hjem.
1. Solpanelerne installeret på hustagene absorberer solens lys (fotoner) fra solen.
2. Silicium og ledere i panelet konverterer sollyset til jævnstrøm (DC) elektricitet, som derefter strømmer ind i inverteren.
3. Inverteren konverterer derefter DC til AC (vekselstrøm) elektrisk strøm, som du kan bruge derhjemme.
4. Overskydende elektricitet, der ikke bruges af dig, kan føres tilbage til nettet.
5. Når dine solpaneler producerer mindre strøm end hvad der kræves af dig derhjemme, kan du altid købe elektricitet fra værktøjet.
processen med at konvertere solenergi til elektricitet
- solpaneler bruger en særlig proces til at konvertere fotoner til elektroner for at generere en strøm ved at gøre brug af en speciel type celle kendt som en fotovoltaisk celle. Disse celler findes almindeligvis på forsiden af regnemaskiner og små gadgets. Når en bank af dem er forbundet sammen, er de kollektivt kendt som et solpanel.
- fotovoltaiske celler består af halvledende materialer såsom silicium. Halvlederen absorberer lyset fra solen. Når dette sker, banker fotonerne i sollyset nogle af elektronerne i det halvledende materiale løs, hvilket gør det muligt for dem at strømme i en elektrisk strøm.
- inden for hver celle er der et elektrisk felt, der bruges til at strømline denne strøm af elektroner i en bestemt retning. Når disse elektroner møder en metalkontakt placeret på den fotovoltaiske celle, kan den bruges til at drive enheder.
anvendelse af silicium
- silicium består i en krystallinsk form, hvor hvert siliciumatom holder fjorten elektroner i en specialiseret opsætning af tre forskellige skaller. To af disse skaller er fulde og indeholder henholdsvis to og otte elektroner. Den tredje skal, der indeholder de sidste fire elektroner, er kun halvt fyldt. For at fylde den sidste skal vil siliciumet dele elektroner med fire nærliggende atomer. Dette giver det sin krystallinske struktur.
- i sin naturlige form er silicium ikke et særlig godt ledende materiale på grund af det faktum, at det ikke har nogen frie elektroner i modsætning til andre ledende materialer, såsom kobber. For at frigøre bevægelsen af disse elektroner er siliciumet, der findes i solpaneler, en speciel, uren form for silicium. Ved at blande andre atomer med siliciumatomerne oprettes et ujævnt antal frie elektroner. Disse elektroner danner ingen bindinger, og så er fri til at bevæge sig, når de rammes af lys.
- silicium er naturligt meget skinnende og reflekterende, så for at forhindre fotoner i at hoppe væk fra materialet påføres en antireflekterende belægning på cellerne. Ofte lægges et glasdæksel over toppen for at beskytte siliciumet fra udvendige elementer.
det elektriske felt
- når positivt og negativt silicium kommer i kontakt med hinanden, vil de frie elektroner på den ene side blive trukket til den anden. Når de to blandes, skaber de en form for barriere kendt som et elektrisk felt. Dette felt skubber elektroner fra det positive silicium til det negative, men tillader dem ikke at strømme den anden vej.
- når fotoner rammer den fotovoltaiske celle, brydes elektronhullepar fra hinanden. Når dette sker, frigøres elektronen, og et rum bliver tilgængeligt for at blive fyldt af en anden elektron. Elektronen bevæger sig til den negative side, mens hullet bevæger sig til den positive side, hvilket skaber en ubalance i cellens elektriske neutralitet. Ved at indsætte ledere kan vi bruge denne bevægelse af elektroner skaber en strøm, mens det elektriske felt skaber en spænding. Produktet af disse to er magt.
potentielt energitab
et af de største problemer for solenergi er, at den ofte er mindre effektiv end andre former for energiproduktion, hvilket giver lave mængder strøm sammenlignet med modstykker som forbrænding af fossile brændstoffer. Der er mange grunde til dette tab af energi.
- en af hovedårsagerne til energitab er, at lyset fra solen kommer i mange forskellige bølgelængder. Nogle af disse bølgelængder fungerer nøjagtigt som forventet, med fotoner, der adskiller elektronhulspar. Men nogle af dem har ikke energi til at adskille disse par og passere harmløst gennem dem. Andre har stadig for meget energi, hvilket betyder, at en stor del af energien går tabt på grund af det faktum, at der er mere energi, end der kræves for at banke en elektron fri, men ikke nok til at banke mere fri.
- mens et andet materiale ville kræve mindre energi for at banke deres elektroner fri, ville det betyde, at materialets spænding ville være langt lavere. For at øge effektiviteten skal der være en balance mellem spænding og strøm produceret af solcellen. Uden denne balance går effektiviteten tabt.
- Metal placeres normalt i bunden af cellerne for at lede elektronerne. Disse plader samler dog ikke al den energi, der produceres, da nogle vil gå tabt gennem toppen. At dække toppen ville betyde at miste sollyset, mens ledere omkring ydersiden af cellen ville kræve, at elektronerne rejste meget længere. Af denne grund er cellerne ofte dækket af et tyndt metalgitter for at reducere den afstand, elektronerne har brug for for at rejse.
anvendelsen af solenergi
- ved at anbringe solcellepaneler på taget af et hus kan fotovoltaiske celler bruges til at producere elektricitet, der kan bruges direkte af husets strømforsyning eller i stigende grad opbevares i store batterier, der kan bruges til at drive huset som en generator. Selvfølgelig, hvis du bor i en mørkere region i verden, vil effektiviteten af disse solpaneler blive stærkt reduceret.
- solenergi kan også sælges til elnettet, når der produceres et overskud af elektricitet. Det betyder, at hvis solen skinner klart, kan du bruge solceller til at drive dine enheder og endda tjene nogle penge, hvis du genererer et overskud af energi. Tilsvarende, hvis solen ikke skinner, du vil stadig være tilsluttet hovedværktøjet, som giver dig mulighed for at købe energi fra dem, hvis du ikke ønsker at stole på batterier eller generatorer.
- solpaneler er også almindelige i rumfartøjer til at generere elektricitet til indbyggede computere og andre elektriske apparater. Dette skyldes i vid udstrækning, at solpanelernes effektivitet ikke mindskes i rummet, og solen skinner altid, hvilket betyder, at fartøjet har en pålidelig energikilde uden at skulle bære tunge brændstoffer eller batterier med sig. Disse paneler findes ofte på satellitter og opdagelsesfartøjer såsom pendulkørsler og håndværk som Mars rovers.
hvert solcellepanel indeholder mange forskellige siliciumceller eller solceller. Hver solcelle genererer et par volt elektricitet. Fotoner vil ramme overfladen af disse solceller og derefter generere en elektrisk strøm. Taget er det sædvanlige sted, hvor solcellepaneler installeres hjemme eller på kontorer, så det får den nødvendige eksponering fra solen. Solcellepanelerne på solcellepanelet omdanner solenergien til elektrisk energi. Den elektricitet, der genereres gennem disse paneler, er for det meste DC (jævnstrøm), som omdannes til AC (vekselstrøm) ved hjælp af en inverter. Silicium er et af de vigtigste materialer, der normalt bruges til fremstilling af et solcellepanel.