Как работают панели солнечных батарей — сохранение энергии будущего

Фотоэлектрические батареи быстро становятся особенно привлекательным вариантом возобновляемой энергии, который по завершению может быть неимоверно полезным для внешней среды. Процесс изменения солнечного света в электроэнергию существенно улучшился за последние пару десятилетий, и сейчас он более продуктивен, чем раньше. Энергия солнца уже достаточно давно применяется в небольших устройствах, например как калькуляторы, однако на данный момент некоторые говорят про то, что от данных панелей будут питаться дома и предприятия.

Энергия солнца считается одним из самых перспективных возобновляемых источников энергии, поскольку энергии солнца много. Лучи, исходящие от солнечных лучей, могут делать практически 1 000 ватт энергии на каждый квадратный метр поверхности земли. Собирая эту энергию, нам больше никогда не нужно будет полагаться на вредное ископаемое топливо. Солнечная фотоэлектрическая система применяет солнце для выработки электрической энергии, которую вы можете применить для питания вашего дома или офиса, что может сделать меньше ваш углеродный след и действие на внешнюю среду.

Энергия солнца создается при помощи энергии, которая создается солнцем. Фотоэлектрическая батарея способна работать, применяя энергию солнца, получаемую от солнечных лучей. Каждая фотоэлектрическая батарея содержит очень много и самых разных кремниевых элементов или фотоэлектрических панелей. Они считаются строительными блоками фотоэлектрических батарей. Солнечная энергия поглощается этими солнечными элементами. Энергия солнца, полученная от солнечных лучей, превращается в электричество при помощи фотоэлектрической батарее.

Благодаря этому нужно усвоить, как собственно работают фотоэлектрические батареи, и как они могут быть применены для изготовления электроэнергии в среднем доме.

1. Фотоэлектрические батареи, установленные на крышах домов, поглощают солнце (фотоны) от солнечных лучей.

100%солнечная автономия дома: Электроснабжение + Отопление + Горячая вода

2. Кремний и проводники в панели преобразуют солнце в электричество постоянного тока (DC), которое потом поступает в преобразователь напряжения.

3. Преобразователь напряжения видоизменяет постоянный ток в электрический ток, который вы можете применить в своем доме.

Генератор солнечного газа

4. Остатки электрической энергии, которые не применяются вами, могут быть возвращены в сеть.

5. Если ваши фотоэлектрические батареи делают меньше энергии, чем требуется вам дома, вы всегда можете приобрести электричество у эксплуатационных служб.

Процесс изменения энергии солнца в электричество

  • Фотоэлектрические батареи применяют специализированный процесс изменения фотонов в электроны для выработки тока при помощи особенного типа ячеек, популярных как фотоэлектрические детали. Такие элементы постоянно встречаются на лицевой панели калькуляторов и небольших гаджетов. Когда банковское учреждение из них соединен вместе, их называют фотоэлектрической батареей.
  • Фотоэлектрические детали состоят из полупроводниковых материалов, например как кремний. Полупроводник поглощает солнце. Когда это происходит, фотоны солнечного света сбивают некоторые электроны в полупроводниковом материале, что дает возможность им течь в переменном токе.
  • Внутри каждой ячейки существует электрическое поле, применяющееся для направления потока электронов в конкретном направлении. Когда эти электроны встречаются с металлическим контактом, размещенным на фотоэлектрической ячейке, они могут быть применены для питания устройств.

Применение кремния

  • Кремний состоит в кристаллической форме, каждый атом кремния содержит четырнадцать электронов в специальной системе из трех разных оболочек. Две из данных оболочек наполнены и содержат два и восемь электронов исходя из этого. Третья оболочка, в которой находятся последние четыре электрона, заполнена только частично. Чтобы заполнить последнюю оболочку, кремний будет делиться электронами с четырьмя соседними атомами. Собственно это придаёт ему кристаллическую структуру.
  • В собственной природной форме кремний не считается очень хорошим проводящим материалом благодаря тому, что у него нет свободных электронов, в отличии от прочих проводящих материалов, например как медь. Чтобы освободить движение таких электронов, кремний, используемый в фотоэлектрических панелях, собой представляет особенную, нечистую форму кремния. При перемешивании остальных атомов с атомами кремния создается неодинаковое кол-во свободных электронов. Эти электроны не образовывают связей, и поэтому свободно перемещаются под влиянием света.
  • Кремний от природы очень блестящий и отражает свет, поэтому, чтобы фотоны не отскакивали от материала, на ячейки наносится антибликовое покрытие. Очень часто для защиты кремния от внешних воздействий на него сверху накладуется стеклянная крышка.

Использование солнечной энергии | Принцип работы солнечных батарей First Solar

Электрическое поле

  • Когда позитивный и негативный кремний вступают в контакт между собой, свободные электроны с одной стороны притягиваются к другой. Когда эти два элемента перемешиваются, они создают барьер, известен как электрическое поле. Это поле толкает электроны от позитивного кремния к негативному, но не дает возможность им течь в другую сторону.
  • Когда фотоны попадают в фотогальванический элемент, пары электрон-дырка распадаются. Когда это происходит, электрон освобождается, и возникает пространство, какое может быть заполнено иным электроном. Электрон переместится на негативную сторону, тогда как дырка переместится на хорошую сторону, создавая неуравновешенность в электрической нейтральности элемента. Вставляя проводники, мы можем применять это движение электронов для создания тока, а электрическое поле создаёт напряжение. Продуктом таких 2-ух величин считается мощность.

Потеря возможный энергии

Одной из главных проблем, с которыми сталкивается энергия солнца, считается тот момент, что она очень часто менее эффективна, чем прочие формы производства энергии, давая малое кол-во энергии если сравнивать с такими аналогами, как сжигание ископаемого топлива. Есть очень много причин такой потери энергии.

  • Самой главной причиной потери энергии считается тот момент, что свет от солнечных лучей исходит с разными длинами волн. Некоторые из данных длин волн работают точно так, как ожидается, с фотонами, разделяющими пары электрон-дырка. Однако отдельные из них не обладают достаточной энергетикой для деления таких пар и невредно проходят сквозь них. Другие имеют очень много энергии, что значит, что значительная часть энергии теряется благодаря тому, что энергии больше, чем требуется для освобождения электрона, однако недостаточно для освобождения остальных электронов.
  • Хотя другому материалу понадобится меньше энергии, чтобы выбить собственные электроны, это значит, что напряжение материала будет ощутимо ниже. для того чтобы увеличить результативность, нужен баланс между напряжением и током, производимым солнечным элементом. Без этого баланса результативность теряется.
  • Металл обычно располагается в нижней части ячеек для того, чтобы проводить электроны. Однако эти пластины не будут собирать всю производимую энергию, так как часть ее будет теряться через часть сверху. Закрытие верхней части означает потерю солнечного света, тогда как расположение проводников вокруг внешней части ячейки попросит, чтобы электроны прошли намного дальше. Благодаря этому ячейки часто покрывают тонкой сеткой сделанной из металла, чтобы сделать меньше расстояние, которое нужно одолеть электронам.

Использование энергии солнца

  • Фиксируя фотоэлектрические батареи к крыше дома, можно применять фотоэлектрические детали для изготовления электроэнергии, которая может быть применена конкретно в электрической сети дома или, очень часто, сберегаться в больших батареях, которые могут быть применены для питания дома, как генератор. Конечно, если Вы проживаете в темном регионе мира, результативность таких фотоэлектрических батарей будет существенно уменьшена.
  • Энергия солнца тоже может быть продана электрическим сетям, когда производится излишек электрической энергии. Это значит, что если солнце светит ярко, вы можете применить фотоэлектрические панели для питания ваших устройств и даже заработать немного денег, если вы произведете излишек энергии. Подобным образом, если солнце не светит, вы все равно будете подключены к главной коммунальной сети, это даст Вам возможность приобретать у них энергию, если вы не хотите полагаться на батареи или генераторы.
  • Фотоэлектрические батареи также постоянно применяются на космических кораблях для выработки электрической энергии для бортовых компьютеров и прочих электроприборов. Это связано по большей части с тем, что результативность фотоэлектрических панелей не уменьшается в космосе, а солнце светит всегда, что значит, что у кораблей есть хороший энергетический источник без надобности возить с собой увесистое топливо или батареи. Данные панели постоянно встречаются на спутниках и космических аппаратах, например как шаттлы и марсоходы.

Каждая панель энергии солнца содержит очень много и самых разных кремниевых элементов или фотоэлектрических панелей. Каждый солнечный элемент формирует несколько вольт электрической энергии. Фотоны попадают на поверхность таких солнечных элементов, а потом генерируют переменный ток. Крыша — это обыкновенное место, где фотоэлектрические батареи ставятся в домах или офисах, чтобы они получали достаточное количество излучения солнца. Солнечные батареи на фотоэлектрической панели преобразуют энергию солнца в электрическую. Электричество, которое вырабатывается при помощи данных панелей, по большей части считается постоянным током, который превращается в электрический ток при помощи преобразователя напряжения. Кремний — один из главных материалов, который обычно применяется для создания фотоэлектрических батарей.

Заём изображения: Томас Цвет, порт Сан-Диего