Ora il mondo intero si trova ad affrontare il problema dell'energia, il graduale esaurimento dell'energia tradizionale, unito all'inquinamento dell'energia tradizionale per l'ambiente, lo sviluppo di nuova energia è diventata una questione urgente. Protezione ambientale della nuova energia sempre più attenzione, l'energia solare è una nuova energia inesauribile, ma anche una sorta di energia di protezione ambientale, quasi zero inquinamento. Ora che le celle solari sono state applicate in molti luoghi, le seguenti piccole serie introdurranno il principio di funzionamento dei pannelli solari.
Introduzione al pannello solare
I pannelli solari sono un dispositivo che converte direttamente o indirettamente l'energia radiante del sole in energia elettrica attraverso l'effetto fotoelettrico o l'effetto fotochimico assorbendo la luce solare. È principalmente di tipo elettromagnetico che utilizza l'energia della luce solare per generare elettricità. Di solito il materiale di produzione principale dei pannelli solari è il silicio, ma a causa dei costi di produzione troppo elevati, finora non è stato possibile utilizzarlo su larga scala. Tuttavia, rispetto ad altri prodotti a batteria, i pannelli solari sono più efficienti dal punto di vista energetico e rispettosi dell'ambiente e credo che saranno diffusi in futuro.
Principio del pannello solare
I pannelli solari sono un dispositivo efficiente che risponde alla luce e può convertire l'energia luminosa in elettricità. Esistono molti tipi di materiali che possono produrre effetti fotovoltaici, come silicio monocristallino, polisilicio, silicio amorfo, arseniuro di gallio, seleniuro di indio e rame, ecc., il principio di generazione di energia di vari materiali è fondamentalmente lo stesso, qui prendiamo il silicio cristallino come un esempio, descrive il processo principale dei pannelli solari. Il silicio cristallino di tipo P viene drogato con fosforo per ottenere silicio di tipo N e formare una giunzione PN.
Quando la luce colpisce la superficie di base del pannello solare, alcuni fotoni vengono assorbiti dal materiale in silicio; L'energia del fotone viene trasferita all'atomo di silicio, in modo che gli elettroni diventino elettroni liberi e la differenza di potenziale viene raccolta su entrambi i lati della giunzione PN. Quando il circuito è collegato esternamente, sotto l'azione di questa tensione, la corrente scorre attraverso il circuito esterno, producendo così una certa potenza di uscita. L'essenza di questo processo è la conversione dell'energia dei fotoni in energia elettrica.
I pannelli solari sono un mezzo importante per l'uso umano dell'energia solare, la sua generazione di energia di solito avviene in due modi, uno è la modalità di conversione luce-calore-elettricità, l'altro è la modalità di conversione diretta luce-elettricità. Diamo un'occhiata a questi due modi di generare elettricità.
1, metodo di conversione luce-calore-elettricità: è l'uso della radiazione solare generata dal calore di un processo di generazione di energia, generalmente è il collettore solare ad assorbire il calore nel vapore medio di lavoro, quindi a guidare la potenza della turbina generazione. Il primo processo è il processo di conversione luce-calore, mentre il secondo è il processo di conversione calore-elettricità, che è lo stesso della normale produzione di energia termica.
2, modalità di conversione diretta dell'elettricità-luce: l'uso dell'effetto fotoelettrico per convertire direttamente la radiazione solare in elettricità, il dispositivo di base sono i pannelli solari. I pannelli solari utilizzano l'effetto fotovoltaico e la conversione diretta dell'energia solare in apparecchiature elettriche, appartengono al fotodiodo a semiconduttore, quando il sole splende sul fotodiodo, il fotodiodo trasformerà la luce solare in energia elettrica, producendo corrente. Quando più pannelli solari sono collegati in serie o in parallelo, possono diventare un array di celle solari con una potenza di uscita maggiore.
La produzione di energia termica da pannelli solari presenta gli svantaggi di una bassa efficienza e di costi elevati e si stima che l’investimento sia almeno da 5 a 10 volte più costoso rispetto alle normali centrali termiche. Una centrale solare termica da 1.000 MW richiede un investimento compreso tra 2 e 2,5 miliardi di dollari USA, mentre l’investimento medio per 1 kW è compreso tra 2.000 e 2.500 dollari USA. Pertanto, i pannelli solari sono adatti solo per occasioni speciali su piccola scala e l'uso su larga scala è estremamente antieconomico dal punto di vista attuale, quindi non può competere con le normali centrali termiche o nucleari.
Sebbene l'energia solare sia un'energia molto rispettosa dell'ambiente, le celle solari sono anche un buon modo per risparmiare energia, ma in termini di tecnologia attuale, il costo di produzione delle celle solari è ancora relativamente alto, quindi non è stato reso popolare. Tuttavia, l'uso dell'energia pulita sarà una tendenza inevitabile e l'energia solare è quasi priva di inquinamento, sia dal punto di vista energetico che dal punto di vista della protezione ambientale, lo sviluppo dell'energia solare sarà una questione che deve essere sviluppata vigorosamente in futuro. Forse nel prossimo futuro avremo celle solari nelle nostre case.