Как работают панели солнечной энергии

  1. Процесс преобразования солнечной энергии в электричество
  2. Потенциальная потеря энергии
  3. Использование солнечной энергии
  4. Кредит изображения: Томас Колер , Порт Сан-Диего

Солнечные батареи быстро становятся очень привлекательными опция возобновляемой энергии , что может оказаться невероятно полезным для окружающей среды. Процесс преобразования солнечного света в электрическую энергию значительно улучшился за последние несколько десятилетий и стал более эффективным, чем когда-либо. Использование солнечной энергии было в течение многих лет в небольших устройствах, таких как калькуляторы, но теперь многие говорят о том, чтобы питать дома и предприятия от этих панелей.

Солнечная является одной из самых перспективных возобновляемые источники энергии в настоящее время доступны, в связи с тем, что солнечная энергия в изобилии. Лучи, которые исходят от Солнца, могут производить почти 1000 ватт энергии на каждый квадратный метр земной поверхности. Собирая эту энергию, нам больше никогда не придется полагаться на повреждение ископаемого топлива. Солнечная фотоэлектрическая система использует солнечный свет для генерации электричество который вы можете использовать для питания вашего дома или офиса, что может уменьшить ваш углеродный след и воздействие на окружающую среду.

Солнечная энергия создается с использованием энергии, которая была сгенерирована солнцем. Панель солнечной энергии способна функционировать, используя солнечную энергию, получаемую от солнца. Каждая панель солнечной энергии содержит много различных кремниевых элементов или солнечных элементов. Они являются строительными блоками солнечных батарей. Энергия солнца поглощается этими солнечными элементами. Солнечная энергия, получаемая от солнца, преобразуется в электричество с помощью панели солнечной энергии.

По этой причине важно точно понимать, как работают солнечные батареи и как их можно использовать для производства электроэнергии для обычного дома.

1. Установленные на крышах солнечные панели поглощают солнечный свет (фотоны) от солнца.

2. Кремний и проводники в панели преобразуют солнечный свет в электричество постоянного тока, которое затем поступает в инвертор.

3. Затем инвертор преобразует постоянный ток в переменный ток, который вы можете использовать дома.

4. Избыточное электричество, которое вы не используете, может быть возвращено обратно в сеть.

5. Когда ваши солнечные панели производят меньше энергии, чем требуется дома, вы всегда можете купить электроэнергию у коммунального предприятия.

Когда ваши солнечные панели производят меньше энергии, чем требуется дома, вы всегда можете купить электроэнергию у коммунального предприятия

Процесс преобразования солнечной энергии в электричество

  • Солнечные панели используют специальный процесс преобразования фотонов в электроны для генерации тока, используя специальный тип элемента, известный как фотоэлектрический элемент. Эти клетки обычно находятся на передней панели калькуляторов и небольших гаджетов. Когда банк из них соединены вместе, они все вместе известны как солнечная панель.
  • Фотоэлектрические элементы состоят из полупроводящих материалов, таких как кремний. Полупроводник поглощает свет от солнца. Когда это происходит, фотоны в солнечном свете выбивают некоторые электроны из полупроводящего материала, что позволяет им течь в электрическом токе.
  • Внутри каждой ячейки есть электрическое поле, которое используется для оптимизации потока электронов в определенном направлении. Когда эти электроны встречают металлический контакт, размещенный на фотоэлементе, его можно использовать для питания устройств.

Использование кремния

  • Кремний состоит из кристаллической формы, где каждый атом кремния содержит четырнадцать электронов в специальной установке из трех различных оболочек. Две из этих оболочек заполнены и содержат два и восемь электронов соответственно. Третья оболочка, которая содержит последние четыре электрона, заполнена только наполовину. Чтобы заполнить последнюю оболочку, кремний разделит электроны с четырьмя соседними атомами. Это то, что придает ему кристаллическую структуру.
  • В своей естественной форме кремний не является особенно хорошим проводящим материалом из-за того, что он не имеет свободных электронов, в отличие от других проводящих материалов, таких как медь. Чтобы освободить движение этих электронов, кремний, содержащийся в солнечных панелях, представляет собой особую нечистую форму кремния. Смешивая другие атомы с атомами кремния, получается неодинаковое количество свободных электронов. Эти электроны не образуют связей и поэтому могут свободно двигаться при попадании света.
  • Кремний, естественно, очень блестящий и отражающий, поэтому для предотвращения отскока фотонов от материала на клетки наносится антибликовое покрытие. Довольно часто стеклянная крышка накладывается сверху, чтобы защитить кремний от внешних элементов.

Электрическое поле

  • Когда положительный и отрицательный кремний вступают в контакт друг с другом, свободные электроны с одной стороны будут притягиваться к другой. Когда они смешиваются, они создают форму барьера, известного как электрическое поле. Это поле толкает электроны от положительного кремния к отрицательному, но не позволяет им течь другим путем.
  • Когда фотоны попадают на фотоэлемент, пары электрон-дырка разрываются на части. Когда это происходит, электрон освобождается, и пространство становится доступным для заполнения другим электроном. Электрон переместится на отрицательную сторону, в то время как дыра переместится на положительную сторону, создавая дисбаланс в электрической нейтральности ячейки. Вставляя проводники, мы можем использовать это движение электронов, создающее ток, в то время как электрическое поле создает напряжение. Продукт этих двух - сила.

Продукт этих двух - сила

Потенциальная потеря энергии

Одной из основных проблем, стоящих перед солнечной энергией, является тот факт, что она часто менее эффективна, чем другие формы производства энергии, производя небольшое количество энергии по сравнению с аналогами, такими как сжигание ископаемого топлива. Есть много причин для этой потери энергии.

  • Одной из основных причин потери энергии является тот факт, что свет от солнца приходит во многих длинах волн. Некоторые из этих длин волн работают точно так, как ожидалось, с фотонами, разделяющими пары электрон-дырка. Тем не менее, некоторые из них не имеют энергии, чтобы разделить эти пары и пройти через них безвредно. Другие по-прежнему имеют слишком много энергии, что означает, что значительная часть энергии теряется из-за того, что энергии больше, чем требуется для выбивания свободного электрона, но недостаточно для того, чтобы выбить больше свободного.
  • В то время как другому материалу потребуется меньше энергии, чтобы выбить их электроны, это будет означать, что напряжение материала будет намного ниже. Чтобы повысить эффективность, должен быть баланс между напряжением и током, произведенным солнечным элементом. Без этого баланса эффективность теряется.
  • Металл обычно помещают на дно ячеек, чтобы проводить электроны. Однако эти пластины не будут собирать всю производимую энергию, так как некоторые будут потеряны через верх. Покрытие сверху означало бы потерю солнечного света, в то время как размещение проводников вокруг внешней части клетки потребовало бы, чтобы электроны перемещались намного дальше. По этой причине клетки часто покрыты тонкой металлической сеткой, чтобы уменьшить расстояние, которое должны пройти электроны.

Использование солнечной энергии

  • Прикрепляя солнечные панели к крыше дома, фотоэлектрические элементы могут использоваться для производства электроэнергии, которая может использоваться непосредственно от источника питания дома или, все чаще, храниться в больших батареях, которые можно использовать для питания дома как генератор , Конечно, если вы живете в более темном регионе мира, эффективность этих солнечных панелей будет значительно снижена.
  • Солнечная энергия также может быть продана энергосистемам, когда производится избыток электроэнергии. Это означает, что, если солнце ярко светит, вы можете использовать солнечные элементы для питания ваших устройств и даже заработать немного денег, если вы производите избыток энергии. Точно так же, если солнце не светит, вы все равно будете подключены к основной электросети, которая позволит вам покупать у них энергию, если вы не хотите полагаться на батареи или генераторы.
  • Солнечные панели также распространены в космических аппаратах для выработки электроэнергии для бортовых компьютеров и других электрических приборов. Во многом это связано с тем, что эффективность солнечных панелей не уменьшается в космосе, а солнце всегда светит, что означает, что у корабля есть надежный источник энергии без необходимости носить с собой тяжелое топливо или батареи. Эти панели часто встречаются на спутниках и исследовательских судах, таких как шаттлы и корабли, такие как марсоходы.

Каждая панель солнечной энергии содержит много различных кремниевых элементов или солнечных элементов. Каждый солнечный элемент генерирует несколько вольт электричества. Фотоны ударят поверхность этих солнечных элементов и затем генерируют электрический ток. Крыша - это обычное место, где солнечные энергетические панели устанавливаются в домах или офисах, чтобы получить необходимое количество солнечного света. Фотоэлектрические панели на панели солнечной энергии преобразуют солнечную энергию в электрическую. Электричество, которое генерируется через эти панели, в основном является постоянным током (постоянным током), который будет преобразован в переменный ток (переменный ток) с помощью инвертора. Кремний является одним из основных материалов, который обычно используется для изготовления панели солнечной энергии.

Кредит изображения: Томас Колер , Порт Сан-Диего

Rinkesh

Настоящий эколог наизусть ❤️. Основан принцип «Сохранение энергии будущего» с единственным девизом: предоставление полезной информации о нашей быстро истощающейся окружающей среде. Если вы не верите в идею Элона Маск о том, чтобы сделать Марс другой пригодной для жизни планетой, помните, что на самом деле во всей вселенной нет «Планеты В».

Последние сообщения от Rinkesh ( увидеть все )

Яндекс цитирования Rambler's Top100 Service
Карта