Πώς λειτουργούν τα ηλιακά πάνελ

Ο ήλιος είναι και θα είναι πάντα!Αυτό μπορεί να είναι μια τολμηρή δήλωση, αλλά είναι πραγματικά. Τουλάχιστον από την άποψη της ανθρωπότητας. Αφήστε το να εκραγεί μετά από μερικά εκατομμύρια χρόνια, αλλά μέχρι τότε θα έχουμε ήδη αφήσει αυτόν τον πλανήτη είτε εμείς είτε με τη μορφή ενός σωρού τέφρας, ο οποίος θα διασκορπιστεί στο διάστημα από μια άλλη τεράστια πέτρα που έπεσε στην μπλε μας μπάλα. Λόγω αυτής της σταθερότητας του Ήλιου μπορεί και πρέπει να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή ενέργειας. Οι άνθρωποι έχουν μάθει από καιρό να το κάνουν αυτό και τώρα συνεχίζουν να βελτιώνουν τις τεχνολογίες ηλιακής ενέργειας. Αλλά πώς τα ηλιακά πάνελ, οι μπαταρίες και γενικά, πώς μπορείτε να μετατρέψετε το φως σε ηλεκτρισμό μέσα σε μια πρίζα;

Οι ηλιακοί συλλέκτες κάνουν σχεδόν την ηλεκτρική ενέργεια.

Το περιεχόμενο

• 1 Όταν εμφανίστηκαν ηλιακοί συλλέκτες
• 2 Πώς λειτουργούν τα ηλιακά πάνελ
• 3 Πώς παράγουν ηλεκτρική ενέργεια οι ημιαγωγοί;
• 4 Απόδοση ηλιακού πλαισίου

Όταν εμφανίστηκαν ηλιακοί συλλέκτες

Τα ηλιακά πάνελ ήταν εφευρέθηκε εδώ και πολύ καιρό... Το αποτέλεσμα της μετατροπής του φωτός σε ηλεκτρική ενέργεια ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά από τον Alexander Edmond Becquerel το 1842. Χρειάστηκαν σχεδόν εκατό χρόνια για τη δημιουργία των πρώτων πρωτοτύπων.

Στο 1948, δηλαδή στις 25 Μαρτίου, Ιταλός φωτοχημικός Giacomo Luigi ChemicanΉμουν σε θέση να κάνω αυτό που χρησιμοποιούμε και αναπτύσσουμε τώρα. Δέκα χρόνια αργότερα, το 1958, η τεχνολογία δοκιμάστηκε για πρώτη φορά στο διάστημα ως πηγή ισχύος για τον αμερικανικό δορυφόρο που ονομάζεται Avangard-1. Ο δορυφόρος εκτοξεύτηκε στις 17 Μαρτίου και στις 15 Μαΐου του ίδιου έτους αυτό το επίτευγμα επαναλήφθηκε στην ΕΣΣΔ (η συσκευή «Sputnik-3»). Δηλαδή, οι τεχνολογίες άρχισαν να εφαρμόζονται μαζικά σε διαφορετικές χώρες σχεδόν ταυτόχρονα.

Η χρήση ηλιακών συλλεκτών στο διάστημα είναι κοινή πρακτική.

Παρόμοια σχέδια χρησιμοποιούνται ακόμη στο διάστημα.όσο σημαντική πηγή ενέργειας. Χρησιμοποιούνται επίσης στη Γη για την παροχή ενέργειας σε σπίτια και ακόμη και σε ολόκληρες πόλεις. Και άρχισαν να ενσωματώνονται σε μη στρατιωτικά ηλεκτρικά οχήματα για μεγαλύτερη αυτονομία.

Πώς λειτουργούν τα ηλιακά πάνελ

Αξίζει να διευκρινιστεί λίγο ότι η έννοια του «ηλιακούη μπαταρία "δεν είναι πολύ σωστή. Πιο συγκεκριμένα, σωστά, αλλά δεν σχετίζονται με αυτά τα συστήματα ισχύος για τα οποία μιλάμε. Η μπαταρία είναι συνηθισμένη εκεί, αλλά δέχεται ενέργεια από ηλιακούς συλλέκτες, οι οποίοι μετατρέπουν το φως του ήλιου σε ηλεκτρική ενέργεια.

Υπάρχει μια ακόμη ενέργεια του μέλλοντος - το tokamak. Σχετικά με έναν θερμοπυρηνικό αντιδραστήρα, ο οποίος δεν υπάρχει ακόμη.

Το ηλιακό πλαίσιο βασίζεται σε φωτοβολταϊκάκελιά που τοποθετούνται μέσα σε ένα κοινό πλαίσιο. Το πυρίτιο χρησιμοποιείται συχνότερα για τη δημιουργία τέτοιων κυττάρων, αλλά και άλλοι ημιαγωγοί είναι επίσης δυνατοί.

Η ενέργεια παράγεται τη στιγμή πουο ημιαγωγός εκτίθεται στο ηλιακό φως και το θερμαίνει. Ως αποτέλεσμα, τα ηλεκτρόνια απελευθερώνονται μέσα στον ημιαγωγό. Υπό την επίδραση ενός ηλεκτρικού πεδίου, τα ηλεκτρόνια αρχίζουν να κινούνται με πιο ομαλό τρόπο, γεγονός που οδηγεί στην εμφάνιση ηλεκτρικού ρεύματος.

Αυτό είναι το ηλιακό πάνελ.

Για να πάρετε ηλεκτρικό ρεύμα, χρειάζεστεσυνδέστε τις επαφές και στις δύο πλευρές του φωτοκυττάρου. Ως αποτέλεσμα αυτού, θα αρχίσει να παρέχει ηλεκτρικό ρεύμα στον συνδεδεμένο καταναλωτή ή απλά να φορτίσει την μπαταρία, η οποία στη συνέχεια θα δώσει ηλεκτρική ενέργεια στο δίκτυο όταν χρειάζεται.

Η Tesla μπορεί να κατασκευάσει ένα ηλεκτρικό "μίνι λεωφορείο" με βάση το μοντέλο 3

Η κύρια εστίαση στο πυρίτιο οφείλεται στις κρυσταλλικές του ιδιότητες. Ωστόσο, στην καθαρή του μορφή, το ίδιο το πυρίτιο είναι ένας κακός αγωγός και για να αλλάξει τις ιδιότητές του, δημιουργείται μια εξαιρετικά μικρή ποσότητα ακαθαρσιών, η οποία βελτιώνει την αγωγιμότητά της. Οι περισσότερες από τις ακαθαρσίες περιλαμβάνουν φωσφόρο.

Πώς παράγουν ηλεκτρική ενέργεια οι ημιαγωγοί;

Ένας ημιαγωγός είναι ένα υλικό στο οποίο τα άτομα έχουν επιπλέον ηλεκτρόνια (τύπος nή δεν είναι αρκετά (τύπος p). Δηλαδή, ένας ημιαγωγός αποτελείται από δύο στρώματα με διαφορετική αγωγιμότητα.

Ως κάθοδος σε ένα τέτοιο σχήμα χρησιμοποιείταιn-στρώμα. Το p-layer είναι η άνοδος. Δηλαδή, ηλεκτρόνια από το πρώτο στρώμα μπορούν να μεταφερθούν στο δεύτερο. Η μετάβαση συμβαίνει λόγω της εξουδετέρωσης των ηλεκτρονίων από φωτόνια φωτός. Ένα φωτόνιο χτυπά ένα ηλεκτρόνιο. Μετά από αυτό, περνώντας από τον συσσωρευτή, πέφτουν πίσω στο n-layer και όλα πάνε σε κύκλο.

Όταν η ενέργεια εξαντλείται, όλα ξεκινούν σε έναν κύκλο και το φως είναι πάντα αναμμένο.

Στα σύγχρονα ηλιακά πάνελ ωςο ημιαγωγός χρησιμοποιεί πυρίτιο και όλα ξεκίνησαν με σελήνιο. Το σελήνιο έδειξε εξαιρετικά χαμηλή απόδοση - όχι περισσότερο από ένα τοις εκατό - και αμέσως άρχισαν να αναζητούν αντικατάσταση για αυτό. Σήμερα το πυρίτιο πληροί γενικά τις απαιτήσεις της βιομηχανίας, αλλά έχει επίσης ένα σημαντικό μειονέκτημα.

Πώς σχετίζονται οι κοροναϊκοί, τα ηλιακά πάνελ και η ατμοσφαιρική ρύπανση;

Επεξεργασία και καθαρισμός πυριτίου για να το φέρειη μορφή με την οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί είναι μια μάλλον δαπανηρή διαδικασία. Για τη μείωση του κόστους παραγωγής, διεξάγονται πειράματα με τις εναλλακτικές λύσεις του - χαλκός, ίνδιο, γάλλιο και κάδμιο.

Απόδοση ηλιακού συλλέκτη

Το Silicon έχει ένα ακόμη μειονέκτημα, κάτι που δεν ισχύειεξίσου σημαντικό με το κόστος, αλλά με το οποίο πρέπει επίσης να παλέψουμε. Το γεγονός είναι ότι το πυρίτιο αντανακλά πολύ έντονα το φως και εξαιτίας αυτού, το στοιχείο παράγει λιγότερη ηλεκτρική ενέργεια.

Ακόμα και μετά την ανάρτηση τόσων πολλών πάνελ, πρέπει να διασφαλίσετε την κανονική λειτουργία τους. Συμπεριλαμβανομένης της καταπολέμησης της ανάκλασης του φωτός.

Πώς επηρεάζει το ηλιακό φως την ανθρώπινη παραγωγικότητα;

Προκειμένου να μειωθούν τέτοιες απώλειες,Τα φωτοκύτταρα καλύπτονται με ειδική αντιανακλαστική επίστρωση. Εκτός από ένα τέτοιο στρώμα, είναι απαραίτητο να χρησιμοποιηθεί ένα προστατευτικό στρώμα, το οποίο θα επιτρέψει στο στοιχείο να είναι πιο ανθεκτικό και να αντιστέκεται όχι μόνο στη βροχή και τη σκόνη, αλλά και σε μικρές πτώσεις. Κατά την εγκατάσταση στην οροφή ενός σπιτιού, αυτό είναι πολύ σημαντικό.

Ο ήλιος είναι δύναμη! Πρέπει να χρησιμοποιηθεί!

Παρά τη γενική ικανοποίηση με την τεχνολογία καιΟ συνεχής αγώνας για βελτίωση της απόδοσης, οι σύγχρονοι ηλιακοί συλλέκτες έχουν ακόμη πολλά να αγωνιστούν. Προς το παρόν, τα πάνελ παράγονται μαζικά που ανακυκλώνουν έως και 20 τοις εκατό του φωτός που πέφτει πάνω τους. Ωστόσο, υπάρχουν επίσης πιο μοντέρνα πάνελ, τα οποία εξακολουθούν να "έρχονται στο μυαλό" - μπορούν να ανακυκλώσουν έως και το 40 τοις εκατό του φωτός.

Γενικά, η ηλιακή ενέργεια είναι δροσερή! Και θυμηθείτε, ακόμη και με έναν τόσο "καυτό" ήλιο, το σύστημα θα λειτουργήσει.