panele słoneczne szybko stają się bardzo atrakcyjną opcją energii odnawialnej, która może okazać się niezwykle korzystna dla środowiska. Proces przekształcania światła słonecznego w energię elektryczną znacznie się poprawił w ciągu ostatnich kilku dekad i jest teraz bardziej wydajny niż kiedykolwiek. Wykorzystanie energii słonecznej ma już od lat w małych urządzeniach, takich jak kalkulatory, ale teraz wielu mówi o zasilaniu domów i firm z tych paneli.
energia słoneczna jest obecnie jednym z najbardziej obiecujących odnawialnych źródeł energii, ze względu na fakt, że energia słoneczna jest obfita. Promienie, które emanują ze słońca, mogą wytworzyć prawie 1000 watów energii na każdy metr kwadratowy powierzchni Ziemi. Zbierając tę energię, nie musielibyśmy już nigdy polegać na szkodliwych paliwach kopalnych. Słoneczny system fotowoltaiczny wykorzystuje światło słoneczne do generowania energii elektrycznej, którą można wykorzystać do zasilania domu lub biura, co może zmniejszyć ślad węglowy i wpływ na środowisko.
energia słoneczna powstaje przy użyciu energii, która została wygenerowana przez słońce. Panel energii słonecznej jest w stanie funkcjonować przy użyciu energii słonecznej, która pochodzi ze słońca. Każdy panel słoneczny zawiera wiele różnych ogniw krzemowych lub ogniw słonecznych. Są one budulcem paneli słonecznych. Energia słoneczna jest absorbowana przez te ogniwa słoneczne. Energia słoneczna pochodząca ze słońca jest przekształcana w energię elektryczną za pomocą panelu słonecznego.
z tego powodu ważne jest, aby dokładnie zrozumieć, jak działają panele słoneczne i jak można je wykorzystać do produkcji energii elektrycznej dla przeciętnego domu.
1. Panele słoneczne zainstalowane na dachach pochłaniają światło słoneczne (fotony) od słońca.
2. Krzem i przewodniki w panelu przekształcają światło słoneczne w prąd stały (DC), który następnie przepływa do falownika.
3. Falownik przekształca następnie prąd stały na prąd zmienny, który można wykorzystać w domu.
4. Nadmiar energii elektrycznej, która nie jest używana przez Ciebie, może zostać doprowadzony z powrotem do sieci.
5. Gdy twoje panele słoneczne produkują mniej energii niż to, co jest wymagane przez Ciebie w domu, zawsze możesz kupić energię elektryczną z narzędzia.
proces konwersji energii słonecznej na energię elektryczną
- panele słoneczne wykorzystują specjalny proces konwersji fotonów na elektrony do generowania prądu poprzez wykorzystanie specjalnego rodzaju ogniwa znanego jako ogniwo fotowoltaiczne. Komórki te są powszechnie spotykane z przodu kalkulatorów i małych gadżetów. Kiedy ich bank jest połączony ze sobą, są one zbiorczo znane jako panel słoneczny.
- ogniwa fotowoltaiczne składają się z materiałów półprzewodzących, takich jak krzem. Półprzewodnik pochłania światło słoneczne. Kiedy tak się dzieje, fotony w świetle słonecznym wyrzucają część elektronów w półprzewodnikowym materiale luźno, co pozwala im przepływać prądem elektrycznym.
- w każdej komórce znajduje się pole elektryczne, które służy do usprawnienia przepływu elektronów w określonym kierunku. Kiedy te elektrony spotykają się z metalowym kontaktem umieszczonym na ogniwie fotowoltaicznym, może być używany do zasilania urządzeń.
zastosowanie krzemu
- krzem składa się w postaci krystalicznej, a każdy atom krzemu zawiera czternaście elektronów w wyspecjalizowanej konfiguracji trzech różnych powłok. Dwie z tych powłok są pełne i posiadają odpowiednio dwa i osiem elektronów. Trzecia powłoka, która zawiera cztery ostatnie elektrony, jest tylko w połowie pełna. Aby wypełnić ostatnią powłokę, krzem będzie dzielił elektrony z czterema pobliskimi atomami. To właśnie nadaje jej krystaliczną strukturę.
- w swojej naturalnej postaci krzem nie jest szczególnie dobrym materiałem przewodzącym, ponieważ nie ma wolnych elektronów, w przeciwieństwie do innych materiałów przewodzących, takich jak miedź. Aby uwolnić ruch tych elektronów, krzem znajdujący się w panelach słonecznych jest specjalną, nieczystą formą krzemu. Przez zmieszanie innych atomów z atomami krzemu powstaje nierówna liczba wolnych elektronów. Elektrony te nie tworzą wiązań, a więc mogą swobodnie poruszać się po uderzeniu światłem.
- krzem jest naturalnie bardzo błyszczący i odblaskowy, więc aby zapobiec odbijaniu się fotonów od materiału, na komórki nakłada się powłokę antyrefleksyjną. Dość często szklana pokrywa będzie układana na górze w celu ochrony krzemu przed elementami zewnętrznymi.
pole elektryczne
- gdy dodatni i ujemny krzem stykają się ze sobą, wolne elektrony z jednej strony zostaną przyciągnięte do drugiej. Kiedy obie się mieszają, tworzą barierę znaną jako pole elektryczne. Pole to przepycha elektrony z dodatniego krzemu do ujemnego, ale nie pozwala im płynąć w drugą stronę.
- kiedy fotony uderzają w ogniwo fotowoltaiczne, pary elektron-dziura są rozdzielane. Kiedy tak się dzieje, elektron zostaje uwolniony i przestrzeń staje się dostępna do wypełnienia przez inny elektron. Elektron przesunie się na stronę ujemną, podczas gdy dziura przesunie się na stronę dodatnią, tworząc nierównowagę w neutralności elektrycznej komórki. Wstawiając Przewodniki, możemy użyć tego ruchu elektronów tworzy prąd, podczas gdy pole elektryczne tworzy napięcie. Produktem tych dwóch rzeczy jest potęga.
potencjalna utrata energii
jednym z głównych problemów stojących przed energią słoneczną jest fakt, że jest ona często mniej wydajna niż inne formy produkcji energii, przynosząc niskie ilości energii w porównaniu do odpowiedników, takich jak spalanie paliw kopalnych. Istnieje wiele przyczyn tej utraty energii.
- jedną z głównych przyczyn utraty energii jest fakt, że światło słoneczne przychodzi w wielu różnych długościach fal. Niektóre z tych długości fal działają dokładnie tak, jak oczekiwano, z fotonami oddzielającymi pary elektron-dziura. Jednak niektóre z nich nie mają energii, aby oddzielić te pary i przechodzą przez nie nieszkodliwie. Inne nadal mają zbyt dużo energii, co oznacza, że wiele energii jest tracona z powodu faktu, że jest więcej energii niż jest wymagane do knock free elektronu, ale nie na tyle, aby knock więcej wolnego.
- podczas gdy inny materiał wymagałby mniej energii, aby uwolnić elektrony, oznaczałoby to, że napięcie materiału byłoby znacznie niższe. Aby zwiększyć wydajność, musi istnieć równowaga między napięciem a prądem wytwarzanym przez ogniwo słoneczne. Bez tej równowagi wydajność jest stracona.
- Metal jest zwykle umieszczony na dnie komórek w celu przeprowadzenia elektronów. Jednak płyty te nie zbierają całej wytwarzanej energii, ponieważ niektóre zostaną utracone przez górę. Pokrycie górnej części oznaczałoby utratę światła słonecznego, podczas gdy umieszczenie przewodników wokół zewnętrznej części komórki wymagałoby znacznie dalszej podróży elektronów. Z tego powodu komórki są często pokryte cienką siatką metalu, aby zmniejszyć odległość, jaką elektrony potrzebują do podróży.
zastosowania energii słonecznej
- poprzez przymocowanie paneli słonecznych do dachu domu, ogniwa fotowoltaiczne mogą być wykorzystywane do produkcji energii elektrycznej, która może być używana bezpośrednio przez zasilanie domu lub, coraz częściej, przechowywana w dużych bateriach, które mogą być używane do zasilania domu jak generator. Oczywiście, jeśli mieszkasz w ciemniejszym regionie świata, wydajność tych paneli słonecznych zostanie znacznie zmniejszona.
- energia słoneczna może być również sprzedawana do sieci energetycznych, gdy powstaje nadmiar energii elektrycznej. Oznacza to, że jeśli słońce świeci jasno, możesz użyć ogniw słonecznych do zasilania swoich urządzeń, a nawet zarobić trochę pieniędzy, jeśli wygenerujesz nadmiar energii. Podobnie, jeśli słońce nie świeci, nadal będziesz podłączony do głównej sieci energetycznej, która pozwoli Ci kupować od nich energię, jeśli nie chcesz polegać na bateriach lub generatorach.
- panele słoneczne są również powszechne w statkach kosmicznych do wytwarzania energii elektrycznej dla komputerów pokładowych i innych urządzeń elektrycznych. Wynika to w dużej mierze z faktu, że skuteczność paneli słonecznych nie jest zmniejszona w przestrzeni, a słońce zawsze świeci, co oznacza, że statek ma niezawodne źródło energii bez konieczności przenoszenia ciężkich paliw lub baterii ze sobą. Panele te często znajdują się na satelitach i statkach discovery, takich jak promy i statki, takie jak łaziki marsjańskie.
każdy panel słoneczny zawiera wiele różnych ogniw krzemowych lub ogniw słonecznych. Każde ogniwo słoneczne wytwarza kilka woltów energii elektrycznej. Fotony uderzają w powierzchnię tych ogniw słonecznych, a następnie wytwarzają prąd elektryczny. Dach jest zwykłym miejscem, w którym panele słoneczne są instalowane w domach lub biurach, aby uzyskać wymaganą ekspozycję na słońce. Panele fotowoltaiczne na panelu energii słonecznej przekształcają energię słoneczną w energię elektryczną. Energia elektryczna wytwarzana przez te panele to głównie prąd stały (prąd stały), który zostanie przekształcony w prąd przemienny (AC) za pomocą falownika. Krzem jest jednym z głównych materiałów, które są zwykle używane do produkcji paneli słonecznych.