zonnepanelen worden snel een zeer aantrekkelijke optie voor hernieuwbare energie, die uiteindelijk ongelooflijk gunstig voor het milieu zou kunnen zijn. Het proces van het omzetten van zonlicht naar elektrische energie is er een die dramatisch is verbeterd in de afgelopen decennia, en is nu efficiënter dan ooit. Het gebruik van zonne-energie bestaat al jaren in kleine apparaten zoals rekenmachines, maar nu praten velen over het van stroom voorzien van huizen en bedrijven van deze panelen.
zonne-energie is een van de meest veelbelovende hernieuwbare energiebronnen die momenteel beschikbaar zijn, vanwege het feit dat zonne-energie overvloedig is. De zonnestralen kunnen bijna 1000 watt energie produceren voor elke vierkante meter van het aardoppervlak. Door die energie te verzamelen, hoeven we nooit meer te vertrouwen op schadelijke fossiele brandstoffen. Een zonne-PV-systeem maakt gebruik van zonlicht om elektriciteit op te wekken die u kunt gebruiken om uw huis of kantoor van stroom te voorzien dat uw CO2-voetafdruk en impact op het milieu kan verminderen.
zonne-energie wordt opgewekt met behulp van de energie die door de zon is opgewekt. Een zonnepaneel is in staat om te functioneren met behulp van de zonne-energie die is afgeleid van de zon. Elk zonnepaneel bevat veel verschillende silicium cellen of zonnecellen. Het zijn bouwstenen van zonnepanelen. De energie van de zon wordt geabsorbeerd door deze zonnecellen. De zonne-energie van de zon wordt omgezet in elektriciteit met behulp van een zonnepaneel.Om deze reden is het belangrijk om precies te begrijpen hoe zonnepanelen werken en hoe ze kunnen worden gebruikt om elektriciteit te produceren voor de gemiddelde woning.
1. De zonnepanelen op de daken absorberen zonlicht (fotonen) van de zon.
2. Het silicium en de geleiders in het paneel zetten het zonlicht om in gelijkstroom (DC) elektriciteit die vervolgens in de omvormer stroomt.
3. De omvormer zet dan gelijkstroom om in AC (wisselstroom) elektrisch vermogen dat u thuis kunt gebruiken.
4. Overtollige elektriciteit die niet door u wordt gebruikt, kan worden teruggevoerd naar het net.
5. Wanneer uw zonnepanelen minder stroom produceren dan wat u thuis nodig hebt, kunt u altijd elektriciteit kopen bij het nutsbedrijf.
het proces van omzetting van zonne-energie in elektriciteit
- zonnepanelen maken gebruik van een speciaal proces van omzetting van fotonen in elektronen om stroom te genereren door gebruik te maken van een speciaal type cel, bekend als fotovoltaïsche cel. Deze cellen worden vaak gevonden op de voorkant van rekenmachines en kleine gadgets. Wanneer een bank van hen met elkaar verbonden zijn, staan ze gezamenlijk bekend als een zonnepaneel.
- fotovoltaïsche cellen bestaan uit semi-geleidende materialen zoals silicium. De halfgeleider absorbeert het licht van de zon. Als dit gebeurt, slaan de fotonen in het zonlicht sommige elektronen in het semi-geleidende materiaal los waardoor ze in een elektrische stroom kunnen stromen.
- binnen elke cel, is er een elektrisch veld dat wordt gebruikt om deze stroom van elektronen in een bepaalde richting te stroomlijnen. Wanneer deze elektronen een metaalcontact ontmoeten dat op de fotovoltaïsche cel wordt geplaatst, kan het worden gebruikt om apparaten aan te drijven.
het gebruik van silicium
- silicium is gemaakt in kristallijne vorm, waarbij elk siliciumatoom veertien elektronen bevat in een gespecialiseerde opstelling van drie verschillende schalen. Twee van deze schelpen zijn vol en bevatten respectievelijk twee en acht elektronen. De derde schil, die de laatste vier elektronen bevat, is slechts halfvol. Om de laatste schil te vullen, deelt het silicium elektronen met vier nabijgelegen atomen. Dit is wat het zijn kristallijne structuur geeft.
- in zijn natuurlijke vorm is silicium geen bijzonder goed geleidend materiaal vanwege het feit dat het geen vrije elektronen heeft, in tegenstelling tot andere geleidende materialen zoals koper. Om de beweging van deze elektronen vrij te maken, is het silicium in zonnepanelen een speciale, onzuivere vorm van silicium. Door andere atomen te mengen met de siliciumatomen ontstaat een oneven aantal vrije elektronen. Deze elektronen vormen geen bindingen en zijn dus vrij om te bewegen wanneer ze door licht worden geraakt.
- silicium is van nature zeer glanzend en reflecterend, dus om te voorkomen dat fotonen van het materiaal af stuiteren, wordt een anti-reflecterende coating aangebracht op de cellen. Heel vaak wordt een glazen deksel over de bovenkant gelegd om het silicium te beschermen tegen externe elementen.
het elektrische veld
- wanneer positief en negatief silicium met elkaar in contact komen, worden de vrije elektronen aan de ene zijde naar de andere getrokken. Wanneer de twee mengen, creëren ze een vorm van barrière bekend als een elektrisch veld. Dit veld duwt elektronen van het positieve silicium naar het negatieve, maar laat ze niet de andere kant op stromen.
- wanneer fotonen de fotovoltaïsche cel raken, worden elektrongatparen uit elkaar gebroken. Wanneer dit gebeurt, wordt het elektron bevrijd en komt er een ruimte beschikbaar om door een ander elektron te worden gevuld. Het elektron zal naar de negatieve kant terwijl het gat naar de positieve kant beweegt, het creëren van een onbalans in de elektrische neutraliteit van de cel. Door het invoegen van geleiders, kunnen we deze beweging van elektronen creëert een stroom, terwijl het elektrische veld creëert een spanning. Het product van deze twee is macht.
potentieel energieverlies
een van de grootste problemen waarmee zonne-energie wordt geconfronteerd, is het feit dat zonne-energie vaak minder efficiënt is dan andere vormen van energieproductie, met een lage energieopbrengst in vergelijking met vergelijkbare energiedragers zoals de verbranding van fossiele brandstoffen. Er zijn vele redenen voor dit verlies van energie.
- een van de belangrijkste oorzaken van energieverlies is het feit dat het licht van de zon in veel verschillende golflengten komt. Sommige van deze golflengten werken precies zoals verwacht, met fotonen die elektronengatparen scheiden. Echter, sommige van hen hebben niet de energie om deze paren te scheiden, en passeren onschadelijk door hen. Anderen hebben nog steeds te veel energie, wat betekent dat een groot deel van de energie verloren gaat door het feit dat er meer energie is dan nodig is om een elektron vrij te kloppen, maar niet genoeg om nog meer vrij te kloppen.
- terwijl een ander materiaal minder energie nodig zou hebben om hun elektronen vrij te maken, zou dit betekenen dat de spanning van het materiaal veel lager zou zijn. Om de efficiëntie te verhogen, moet er een evenwicht zijn tussen de spanning en de stroom die door de zonnecel wordt geproduceerd. Zonder dat evenwicht gaat de efficiëntie verloren.
- metaal wordt meestal geplaatst op de bodem van de cellen om de elektronen te geleiden. Deze platen zullen echter niet alle geproduceerde energie verzamelen, omdat sommige door de bovenkant verloren gaan. Het bedekken van de bovenkant zou betekenen het verliezen van het zonlicht, terwijl het zetten van geleiders rond de buitenkant van de cel de elektronen zou vereisen om veel verder te reizen. Om deze reden, worden de cellen vaak behandeld door een dun rooster van metaal om te helpen verminderen de afstand de elektronen moeten reizen.
het gebruik van zonne-energie
- door zonnepanelen op het dak van een huis aan te brengen, kunnen fotovoltaïsche cellen worden gebruikt om elektriciteit te produceren die rechtstreeks door de stroomvoorziening van het huis kan worden gebruikt of, in toenemende mate, kan worden opgeslagen in grote batterijen die kunnen worden gebruikt om het huis van stroom te voorzien als een generator. Natuurlijk, als je in een donkere regio van de wereld woont, zal de efficiëntie van deze zonnepanelen sterk worden verminderd.
- zonne-energie kan ook worden verkocht aan elektriciteitsnetten wanneer een overschot aan elektriciteit wordt geproduceerd. Dit betekent dat moet de zon fel schijnen, kunt u gebruik maken van zonnecellen om uw apparaten van stroom te maken en zelfs wat geld te verdienen moet je een overmaat aan energie te genereren. Op dezelfde manier, zou de zon niet schijnen, zult u nog steeds worden aangesloten op de belangrijkste nutsnet dat zou u toelaten om energie te kopen van hen als u niet wilt vertrouwen op batterijen of generatoren.
- zonnepanelen zijn ook gebruikelijk in ruimtevaartuigen om elektriciteit op te wekken voor boordcomputers en andere elektrische apparaten. Dit is grotendeels te wijten aan het feit dat de effectiviteit van zonnepanelen niet wordt verminderd in de ruimte, en de zon altijd schijnt, wat betekent dat het vaartuig een betrouwbare bron van energie hebben zonder zware brandstoffen of batterijen mee te nemen. Deze panelen zijn vaak te vinden op satellieten en ontdekkingsvaartuigen zoals shuttles en ambachten zoals de Mars rovers.
elk zonnepaneel bevat veel verschillende siliciumcellen of zonnecellen. Elke zonnecel genereert een paar volt elektriciteit. Fotonen zullen het oppervlak van deze zonnecellen raken en dan een elektrische stroom genereren. Het dak is de gebruikelijke plaats waar zonnepanelen worden geïnstalleerd bij huizen of kantoren, zodat het de vereiste hoeveelheid blootstelling van de zon krijgt. De fotovoltaïsche panelen op het zonnepaneel zetten de zonne-energie om in elektrische energie. De elektriciteit die wordt opgewekt door deze panelen is meestal gelijkstroom (gelijkstroom) die zal worden omgezet in AC (wisselstroom) met behulp van een omvormer. Silicium is een van de belangrijkste materialen die meestal wordt gebruikt voor het maken van een zonnepaneel.