Koji je princip proizvodnje solarne energije?
Feb 10, 2023
Kako se tipovi solarnih ćelija povećavaju, raspon primjene je sve širi, a tržišna ljestvica se postupno širi. U ranim danima, korištenjeproizvodnja solarne energijeuglavnom se koristio u vojnim i svemirskim područjima. Trenutno je solarna energija ušla u industrijski, komercijalni, poljoprivredni sektor, sektor komunikacija, kućanskih aparata i komunalnih usluga. Primjena solarne energije podijeljena je u nekoliko područja: male solarne elektrane za kućnu upotrebu, velike elektrane povezane s mrežom, fotonaponske staklene zavjese integrirane u zgrade, solarna ulična svjetla, komplementarna ulična svjetla na vjetar i sunce, komplementarni sustavi napajanja vjetrom i sunce , na primjer: solarna vrtna svjetla; sustavi za korištenje solarne energije; posebno neovisni sustavi za napajanje sela, koji se mogu koristiti u udaljenim područjima, planinama, pustinjama, otocima i ruralnim područjima kako bi se uštedjeli skupi dalekovodi; i fotonaponske pumpe za vodu (voda za piće ili navodnjavanje); komunikacijsko napajanje; katodna zaštita naftovoda; napajanje optičke komunikacijske stanice; sustav za desalinizaciju morske vode; prometni znakovi u gradovima; prometni znakovi na autocesti itd.
Proizvodnja solarne energije postiže se korištenjem sunčeve energije i elektroničkih svojstava poluvodičkih materijala za proizvodnju električne energije.
1. Princip solarne proizvodnje energije (fotonaponska proizvodnja električne energije): sunčeva svjetlost obasjava pn spoj poluvodiča, stvaranje novih parova rupa-elektron, u električnom polju pn spoja, rupe iz n područja u p područje, elektroni iz p područje u n područje, krug je povezan s stvaranjem struje. Ovo je princip rada solarne ćelije s fotoelektričnim učinkom. (Kao što je prikazano na slici :)
2. Solarna energija na dva načina: jedan je metoda pretvorbe svjetlost-toplina-električna energija, drugi je metoda izravne pretvorbe svjetlost-električna energija.
A. Metoda pretvorbe svjetlosti u toplinu i električnu energiju: korištenjem toplinske energije generirane sunčevim zračenjem za proizvodnju električne energije, općenito pomoću solarnih kolektora za pretvaranje apsorbirane toplinske energije u paru radne mase, a zatim pogonom turbine za proizvodnju električne energije. Prvi proces je proces pretvorbe svjetlosti u toplinu; potonji proces je proces pretvorbe topline u električnu energiju, isto kao i obična proizvodnja toplinske energije.
B. Izravno svjetlo - metoda pretvorbe električne energije (fotonaponska proizvodnja energije): korištenje fotoelektričnog učinka, energija sunčevog zračenja izravno u električnu energiju. Osnovni uređaj za pretvorbu svjetlosti u električnu energiju je solarna ćelija.
Solarne ćelije su izravna pretvorba sunčeve energije u električnu energiju zahvaljujući fotonaponskom učinku, poluvodička je fotodioda. Kada sunčeva svjetlost obasja fotodiodu, fotodioda pretvara sunčevu svjetlosnu energiju u električnu energiju (vidi sliku). To je lako implementirati i jeftinije je, a naširoko se koristi.
Materijali koji mogu proizvesti fotonaponski učinak: monokristalni silicij, polikristalni silicij, amorfni silicij, galijev arsenid, bakrov indijev selenid, itd. Kristalni silicij P-tipa je dopiran fosforom kako bi se dobio silicij N-tipa, tvoreći PN spoj. Kristalni silicij osnovni je materijal ćelije, a solarne ćelije pripremljene s materijalima od kristalnog silicija uglavnom uključuju: solarne ćelije od monokristalnog silicija, solarne ćelije od lijevanog polikristalnog silicija, solarne ćelije od amorfnog silicija i tankoslojne ćelije od kristalnog silicija. Ćelije od monokristalnog silicija imaju karakteristike visoke učinkovitosti pretvorbe ćelija i dobre stabilnosti, ali je cijena visoka; solarne ćelije amorfnog silicija imaju karakteristike visoke proizvodne učinkovitosti i niske cijene, ali je učinkovitost pretvorbe niska i učinkovitost opada relativno brzo; solarne ćelije od lijevanog polikristalnog silicija imaju stabilnu učinkovitost pretvorbe i najveći omjer performansi i cijene; solarne ćelije od tankog filma kristalnog silicija u fazi su istraživanja i razvoja. Solarne ćelije serije silicija, monokristalni silicij i polikristalni silicij ćelije i dalje dominiraju PV tržištem, udio monokristalnog silicija i polikristalnog silicija premašio je 80 posto.
Proces proizvodnje solarnih ćelija može se grubo podijeliti u pet koraka: proces pročišćavanja, postupak izvlačenja šipke, proces rezanja, proces proizvodnje ćelija i proces pakiranja.
Proces proizvodnje solarne energije.
Sada uzmite kristal kao primjer da opišete proces stvaranja svjetlosti. Kada svjetlost obasja površinu solarne ćelije, dio fotona apsorbira materijal silicija; energija fotona prenosi se na atome silicija, uzrokujući prijelaze elektrona, a slobodni elektroni se grupiraju s obje strane PN spoja kako bi formirali potencijalnu razliku, a kada je krug spojen izvana, struja će teći kroz vanjski krug za proizvodnju određene izlazne snage pod djelovanjem napona. Kada se mnoge ćelije spoje serijski ili paralelno, može se formirati niz solarnih ćelija velike izlazne snage.
