Вы знаете, что такое солнечные панели , как они работают и как их использовать? Давайте пролим свет на эту чистую технологию для производства электроэнергии без загрязнения окружающей среды.
Что такое солнечные панели
Это панели, предназначенные для рекуперации энергии солнечного излучения и преобразования ее в тепло или электричество.
Солнечная тепловая панель . Когда он служит для преобразования солнечных лучей в тепло, он нагревает жидкость. Его используют, например, для нагрева воды в доме или в системе отопления .
Фотоэлектрические солнечные панели. Когда он напрямую преобразует солнечный свет в электрическую энергию, используя фотоэлектрические элементы, частично состоящие из полупроводниковых материалов. Он используется, например, для производства энергии, которая будет потребляться в доме.
Есть также гибридные панели, которые соединяют солнечную энергию с солнечной фотоэлектрической системой.
Эффективность панелей сильно зависит от материалов , из которых они сделаны: он достигает более 25% , если они изготовлены из монокристаллического кремния, против 7% для панелей, состоящих из квантовых точек.
Как делается фотоэлектрическая панель
Это плоский модуль, состоящий из серии фотоэлектрических элементов , которые представляют собой настоящее электрическое устройство, преобразующее энергию света непосредственно в электричество за счет фотоэлектрического эффекта.
Когда солнечный свет попадает на клетки, из-за разницы в зарядах возникает физическая реакция, которая может создать электрическое поле постоянного тока.
Ячейки образованы двумя или более слоями полупроводникового материала, один из которых положительно «легирован» (кремний P-типа) с добавлением атомов бора, а другой - отрицательно «легирован» (кремний N-типа) с небольшими количествами фосфор. При контакте двух слоев получается PN-переход.
Когда электрон перемещается из одного кристалла в другой, может образоваться «дырка», которая ведет себя как положительный заряд.
Электрон и «дырка» уходят с каждой стороны этого PN-перехода (электроны идут к N, а дырки к P), создавая разность потенциалов (измеряемую в вольтах). Следовательно, фотоэлектрический элемент вырабатывает постоянный ток .
Определение фотоэлектрического элемента
Это устройство, преобразующее энергию света в электрическую . Он использует принцип фотоэлектрического эффекта, при котором падающий фотон (свет) может отделить электрон от атома.
Различные типы используемых полупроводников
Существуют различные типы фотоэлементов и процессов производства электроэнергии, но кремний остается наиболее часто используемым полупроводниковым материалом. Его производительность измеряется на основе эффективности , которая представляет собой процент световой энергии, фактически преобразованной в электрическую .
В панелях, представленных в настоящее время на рынке, используются полупроводники, от самых дешевых до самых дорогих:
- аморфный кремний (КПД 8%)
- поликристаллический кремний (16-18%)
- поликристаллический кремний (19-21%)
Использование солнечных батарей
Сегодня они в основном используются для подачи энергии на спутники, для домашнего или промышленного использования, для небольших устройств повседневного использования, для солнечных электростанций и для некоторых транспортных средств. Основные проекты использования в будущем в основном касаются транспорта и крупных солнечных электростанций, где много солнца.
В повседневной жизни
В спутниках требуют энергии и не могут быть подключены к кабельному Земле, поэтому они нуждаются в их собственном источнике энергии , чтобы быть самодостаточными. Решение состоит в том, чтобы питать их от солнечных батарей, поскольку они получают выгоду от хорошего пребывания на солнце. Кроме того, оказавшись на орбите, они потребляют мало энергии.
Для бытового использования панели устанавливаются на крышах домов для частного производства энергии. Хотя стоимость установки может показаться высокой, этот возобновляемый источник становится прибыльным в долгосрочной перспективе, обеспечивая значительную экономию.
Некоторые предметы быта электрические , поэтому при установке небольших панелей, например уличных фонарей, они становятся самодостаточными.
Панели используются для больших солнечных электростанций, которые обеспечивают источник чистой энергии для сотен тысяч домов.
В транспорте
Использование фотовольтаиков в транспорте по - прежнему редко, есть только прототипы самолетов, лодки и поездов , которые используют фотоэлектрическую энергию.
Автомобиль на солнечных батареях в настоящее время изучается, и ведется работа над аэродинамикой автомобиля, его способностью улавливать энергию солнца, накапливать ее с помощью батарей и эффективно использовать ее для питания своего двигателя.
Также проходят испытания солнечные лодки , оснащенные складными фотоэлектрическими панелями, похожими на парус, и сделанные из очень легких материалов с высокоразвитой аэродинамикой. Уже есть несколько прототипов катамаранов, сочетающих энергию ветра и солнца, хранящуюся во многих батареях.
Некоторые самолеты уже успели летать, используя только солнечную энергию, например Solar Impulse, но они всегда летали пустыми, не неся ни людей, ни грузов. Тем не менее, исследователи все еще работают над улучшением этих самолетов и превращением их в один прекрасный день в обычное средство передвижения.
В будущем
Проекты по использованию фотоэлектрических элементов направлены на снижение производственных затрат, чтобы сделать покупку панелей удобной. Новые материалы также изучаются для повышения урожайности и производительности.
Использование фотоэлектрических панелей в области инфраструктуры также изучается, например, на автостоянках, оборудованных навесами, в которых устанавливаются фотоэлектрические панели, вырабатывающие электроэнергию для управления ими.
Солнечные панели - настоящая революция
Если провести аналогию, солнечные батареи для 21 века - это то же самое, что автомобиль для 20 века.
На автомобили полностью революцию качество нашей жизни , что делает его более легким для поездок на дальние расстояния, изменение семейных бюджетов и содействие не только отношения между людьми , но и в мире бизнеса.
Однако появление автомобилей принесло с собой большую проблему - загрязнение выхлопными газами и шумовое загрязнение , учитывая непропорционально большое количество автомобилей, движущихся по нашим дорогам.
Даже солнечные батареи начинают медленный процесс преобразования общества, продвигая философию чистой энергии и обращая внимание населения на такие важные проблемы , как глобальное потепление.
Как и при любом запуске инновационных продуктов, изначально затраты всегда довольно высоки, так что только несколько слоев населения могут подойти к покупке. К счастью, с годами более широкое распространение на рынке позволило резко снизить цены, что позволило большему количеству людей перейти на рынок возобновляемых источников, а также начать экономить на счетах за электроэнергию.
Фактически, первоначальные затраты, включая установку, со временем снижаются: эксперты заявляют, что в течение нескольких лет можно окупить затраты, также учитывая возможность перепродажи излишков произведенной энергии .
Мы все еще далеки от показателей других стран, где такая же государственная политика поощряет переход на возобновляемые источники энергии, но что-то начинает двигаться и в Италии.
Солнечная энергия чистая, безопасная, но, прежде всего, бесплатная , поэтому начало ее адекватного использования стало необходимостью, если мы хотим защитить нашу планету.
Другие идеи
Если вы хотите узнать больше, прочтите также:
- Солнечные батареи с большей мощностью благодаря новому материалу гвоздики
- В Индии каналы покрыты солнечными батареями
- Прозрачные солнечные панели прибывают
- IKEA выходит на рынок солнечных батарей для дома