Η αρχή της παραγωγής ενέργειας των ηλιακών συλλεκτών
Ένα ηλιακό κύτταρο είναι μια συσκευή που ανταποκρίνεται στο φως και μπορεί να μετατρέψει την ενέργεια του φωτός σε ηλεκτρική ενέργεια. Υπάρχουν πολλά είδη υλικών που μπορούν να παράγουν φωτοβολταϊκά αποτελέσματα, όπως: μονόκρυστο πυρίτιο, πολυκρυσταλλικό πυρίτιο, άμορφο πυρίτιο, αρσενίδιο γαλίου, σεληνίδιο ινδίου χαλκού και ούτω καθεξής. Οι αρχές παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας είναι βασικά οι ίδιες, και τώρα παίρνουν το κρυσταλλικό πυρίτιο ως παράδειγμα για να περιγράψουν τη διαδικασία παραγωγής φωτοβολταϊκής ενέργειας. Το κρυσταλλικό πυρίτιο τύπου Ρ μπορεί να αναμειχθεί με φώσφορο για να ληφθεί πυρίτιο τύπου Ν, σχηματίζοντας μια σύνδεση PN.
Όταν το φως ακτινοβολεί την επιφάνεια του ηλιακού κυττάρου, μέρος των φωτονίων απορροφάται από το υλικό πυριτίου. η ενέργεια των φωτονίων μεταφέρεται στα άτομα πυριτίου, προκαλώντας τα ηλεκτρόνια να υποστούν μεταβάσεις, να γίνουν ελεύθερα ηλεκτρόνια, να συγκεντρωθούν και στις δύο πλευρές του συνδέσμου PN για να σχηματίσουν μια διαφορά δυναμικού. Όταν το κύκλωμα συνδέεται με το εξωτερικό Υπό τη δράση αυτής της τάσης, θα υπάρχει ένα ρεύμα που ρέει μέσω του εξωτερικού κυκλώματος για να παράγει μια ορισμένη ισχύ εξόδου. Η ουσία αυτής της διαδικασίας είναι: η διαδικασία μετατροπής της ενέργειας των φωτονίων σε ηλεκτρική.
1. Παραγωγή ηλιακής ενέργειας Υπάρχουν δύο μέθοδοι παραγωγής ηλιακής ενέργειας, η μία είναι η μέθοδος μετατροπής φωτός-θερμότητας-ηλεκτρικής ενέργειας και η άλλη είναι η μέθοδος άμεσης μετατροπής φωτός-ηλεκτρικής ενέργειας.
(1) Η μέθοδος μετατροπής φωτός-θερμότητας-ηλεκτρικής ενέργειας χρησιμοποιεί ηλιακή ακτινοβολία για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Γενικά, ένας ηλιακός συλλέκτης μετατρέπει την απορροφούμενη θερμότητα σε ατμό του ρευστού εργασίας και στη συνέχεια οδηγεί έναν ατμοστρόβιλο για να παράγει ηλεκτρική ενέργεια. Η προηγούμενη διαδικασία είναι μια διαδικασία μετατροπής φωτός-θερμότητας. η τελευταία διαδικασία είναι μια διαδικασία μετατροπής θερμότητας-ηλεκτρικής ενέργειας, η οποία είναι η ίδια με τη συνηθισμένη παραγωγή θερμικής ενέργειας. Οι ηλιακοί θερμοηλεκτρικοί σταθμοί έχουν υψηλή απόδοση. Ωστόσο, δεδομένου ότι η εκβιομηχάνισή τους βρίσκεται στο αρχικό στάδιο, η επένδυση είναι προς το παρόν υψηλή. Ένας ηλιακός θερμικός σταθμός ισχύος 1.000 MW απαιτεί επένδυση 2 έως 2,5 δισεκατομμυρίων δολαρίων ΗΠΑ και η μέση επένδυση 1 kW είναι 2000 έως 2500 δολάρια ΗΠΑ. Ως εκ τούτου, είναι κατάλληλο για μικρής κλίμακας ειδικές περιπτώσεις και η χρήση μεγάλης κλίμακας είναι πολύ οικονομικά αντιοικονομική και δεν μπορεί να ανταγωνιστεί με συνηθισμένους θερμικούς σταθμούς ή πυρηνικούς σταθμούς.
(2) Μέθοδος απευθείας μετατροπής φωτός σε ηλεκτρική ενέργεια Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιεί το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο για να μετατρέψει άμεσα την ενέργεια της ηλιακής ακτινοβολίας σε ηλεκτρική. Η βασική συσκευή μετατροπής φωτός σε ηλεκτρική ενέργεια είναι οι ηλιακές κυψέλες. Ένα ηλιακό κύτταρο είναι μια συσκευή που μετατρέπει απευθείας την ενέργεια του ήλιου σε ηλεκτρική λόγω του φωτοβολταϊκού φαινομένου. Πρόκειται για φωτοδίοδο ημιαγωγών. Όταν ο ήλιος λάμπει στη φωτοδίοδο, η φωτοδίοδος θα μετατρέψει την ενέργεια του φωτός του ήλιου σε ηλεκτρική ενέργεια για την παραγωγή Ρεύματος. Όταν πολλές μπαταρίες συνδέονται σε σειρά ή παράλληλα, μπορεί να σχηματιστεί μια τετραγωνική συστοιχία ηλιακών κυψελών με σχετικά μεγάλη ισχύ εξόδου. Τα ηλιακά κύτταρα είναι ένας πολλά υποσχόμενος νέος τύπος πηγής ενέργειας, με τρία σημαντικά πλεονεκτήματα μονιμότητας, καθαριότητας και ευελιξίας. Τα ηλιακά κύτταρα έχουν μεγάλη διάρκεια ζωής. Όσο υπάρχει ο ήλιος, τα ηλιακά κύτταρα μπορούν να επενδυθούν μία φορά και να χρησιμοποιηθούν για μεγάλο χρονικό διάστημα. παραγωγή θερμικής ενέργειας και παραγωγή πυρηνικής ενέργειας. Αντίθετα, τα ηλιακά κύτταρα δεν προκαλούν ρύπανση του περιβάλλοντος. Τα ηλιακά κύτταρα μπορεί να είναι μεγάλα, μεσαία και μικρά, τόσο μεγάλα όσο ένας σταθμός ισχύος ενός εκατομμυρίου κιλοβάτ, ή τόσο μικρά όσο μια μπαταρία ηλιακής μπαταρίας για ένα νοικοκυριό, κάτι που δεν συγκρίνεται με άλλες πηγές ενέργειας.
