Какъв е принципът на генериране на слънчева енергия?
Feb 10, 2023
Тъй като видовете слънчеви клетки продължават да се увеличават, диапазонът на приложение става все по-широк и пазарният мащаб постепенно се разширява. В първите дни използването напроизводство на слънчева енергиясе използва главно във военната и космическата сфера. Понастоящем слънчевата енергия е навлязла в секторите на промишлеността, търговията, селското стопанство, комуникациите, домакинските уреди и комуналните услуги. Приложенията за слънчева енергия са разделени в няколко области: малки слънчеви електроцентрали за домашна употреба, големи електроцентрали, свързани към мрежата, интегрирани в сгради фотоволтаични стъклени окачени стени, слънчеви улични светлини, вятърни и слънчеви допълнителни улични светлини, вятърни и слънчеви допълнителни системи за захранване , например: слънчеви градински светлини; потребителски системи за слънчева енергия; особено независими системи за захранване на села, които могат да се използват в отдалечени райони, планини, пустини, острови и селски райони, за да спестят скъпи преносни линии; и фотоволтаични водни помпи (питейна вода или напояване); комуникационно захранване; катодна защита на нефтопровода; захранване на оптична комуникационна станция; система за обезсоляване на морска вода; пътни знаци в градовете; магистрални пътни знаци и др.
Производството на слънчева енергия се постига чрез използване на слънчева енергия и електронните свойства на полупроводниковите материали за генериране на електричество.
1. Принципът на генериране на слънчева енергия (генериране на фотоволтаична енергия): слънчева светлина, осветена върху полупроводниковия pn преход, образуването на нови двойки дупка-електрон, в електрическото поле на pn прехода, дупки от n областта към p областта, електрони от p областта към n областта, веригата е свързана с образуването на ток. Това е принципът на работа на слънчевата клетка с фотоелектричен ефект. (Както е показано на фигурата:)
2. Слънчева енергия по два начина: единият е методът на преобразуване на светлина-топлина-електричество, другият е методът на директно преобразуване на светлина-електричество.
A. Метод на преобразуване на светлина-топлинна-електричество: Чрез използване на топлинната енергия, генерирана от слънчева радиация, за генериране на електричество, обикновено чрез слънчеви колектори за преобразуване на абсорбираната топлинна енергия в пара на работната маса и след това задвижване на турбината за генериране на електричество. Първият процес е процес на преобразуване на светлина в топлина; последният процес е процесът на преобразуване на топлина в електричество, същият като обикновеното производство на топлинна енергия.
Б. Директна светлина - метод за преобразуване на електричество (генериране на фотоволтаична енергия): използването на фотоелектрически ефект, енергията на слънчевата радиация директно в електричество. Основното устройство за преобразуване на светлина и електричество е слънчевата клетка.
Слънчевите клетки са директно преобразуване на слънчевата енергия в електрическа енергия поради фотоволтаичния ефект, представляват полупроводников фотодиод. Когато слънчевата светлина свети върху фотодиода, фотодиодът превръща светлинната енергия на слънцето в електрическа енергия (вижте фигурата). Това е лесно за изпълнение и по-евтино, и е широко използвано.
Материали, които могат да произведат фотоволтаичен ефект: монокристален силиций, поликристален силиций, аморфен силиций, галиев арсенид, меден индиев селенид и др. Кристалният силиций от P-тип се допира с фосфор, за да се получи силиций от N-тип, образувайки PN преход. Кристалният силиций е основният клетъчен материал, а слънчевите клетки, приготвени с материали от кристален силиций, включват главно: монокристални силициеви слънчеви клетки, ляти поликристални силициеви слънчеви клетки, аморфни силициеви слънчеви клетки и тънкослойни кристални силициеви клетки. Монокристалните силициеви клетки имат характеристиките на висока ефективност на преобразуване на клетките и добра стабилност, но цената е висока; слънчевите клетки от аморфен силиций имат характеристиките на висока производствена ефективност и ниска цена, но ефективността на преобразуване е ниска и ефективността намалява сравнително бързо; леярските поликристални силициеви соларни клетки имат стабилна ефективност на преобразуване и най-високо съотношение производителност към цена; Тънкослойните кристални силициеви слънчеви клетки са в етап на изследване и развитие. Силиконовите слънчеви клетки, монокристалните силициеви и поликристалните силициеви клетки продължават да доминират на фотоволтаичния пазар, делът на монокристалния силиций и поликристалния силиций надхвърли 80 процента.
Процесът на производство на слънчеви клетки може грубо да бъде разделен на пет стъпки: процес на пречистване, процес на изтегляне на пръти, процес на нарязване, процес на производство на клетки и процес на опаковане.
Процесът на производство на слънчева енергия.
Сега вземете кристала като пример, за да опишете процеса на генериране на светлина. Когато светлината свети върху повърхността на слънчевата клетка, част от фотоните се абсорбират от силициевия материал; енергията на фотоните се прехвърля към силициевите атоми, причинявайки преходи на електрони, а свободните електрони се групират от двете страни на PN прехода, за да образуват потенциална разлика, и когато веригата е свързана външно, ток ще тече през външна верига за производство на определена изходна мощност под действието на напрежението. Когато много клетки са свързани последователно или паралелно, може да се формира масив от слънчеви клетки с голяма изходна мощност.
