Kakšen je princip proizvodnje sončne energije?
Feb 10, 2023
Ker se vrste sončnih celic še naprej povečujejo, je obseg uporabe vedno širši, tržni obseg pa se postopoma širi. V prvih dneh je uporabapridobivanje sončne energijeuporabljal se je predvsem na vojaškem in vesoljskem področju. Trenutno je sončna energija vstopila v industrijski, komercialni, kmetijski sektor, sektor komunikacij, gospodinjskih aparatov in javnih služb. Uporaba sončne energije je razdeljena na več področij: majhne sončne elektrarne za domačo uporabo, velike elektrarne, povezane z omrežjem, fotonapetostne steklene zavese, integrirane v stavbe, sončne ulične luči, vetrne in solarne komplementarne ulične luči, vetrni in sončni komplementarni sistemi napajanja , na primer: sončne vrtne luči; sistemi za uporabo sončne energije; zlasti neodvisni sistemi za oskrbo vasi z električno energijo, ki se lahko uporabljajo v oddaljenih območjih, gorah, puščavah, na otokih in podeželskih območjih, da prihranijo drage daljnovode; in fotovoltaične vodne črpalke (pitna voda ali namakanje); komunikacijsko napajanje; katodna zaščita naftovoda; Napajanje komunikacijskih postaj iz optičnih vlaken; sistem za razsoljevanje morske vode; prometni znaki v mestih; prometni znaki na avtocesti itd.
Proizvodnja sončne energije se doseže z uporabo sončne energije in elektronskih lastnosti polprevodniških materialov za proizvodnjo električne energije.
1. Načelo proizvodnje sončne energije (fotovoltaična proizvodnja električne energije): sončna svetloba, ki sveti na pn-spoj polprevodnika, tvorba novih parov luknja-elektron, v električnem polju pn-spoja, luknje iz območja n v območje p, elektroni iz območje p v območje n je vezje povezano s tvorbo toka. To je načelo delovanja sončne celice s fotoelektričnim učinkom. (Kot je prikazano na sliki :)
2. Sončna energija na dva načina: ena je metoda pretvorbe svetlobe-toplote-elektrike, druga je metoda neposredne pretvorbe svetlobe-elektrike.
A. Metoda pretvorbe svetlobe-toplote-elektrike: z uporabo toplotne energije, ki jo ustvari sončno sevanje, za proizvodnjo električne energije, običajno s sončnimi kolektorji za pretvorbo absorbirane toplotne energije v paro delovne mase in nato pogon turbine za proizvodnjo električne energije. Prvi postopek je proces pretvorbe svetlobe v toploto; slednji proces je proces pretvorbe toplote v električno energijo, enako kot običajna proizvodnja toplotne energije.
B. Neposredna svetloba - metoda pretvorbe električne energije (fotovoltaična proizvodnja električne energije): uporaba fotoelektričnega učinka, energija sončnega sevanja neposredno v električno energijo. Osnovna naprava za pretvorbo svetlobe v elektriko je sončna celica.
Sončne celice so neposredna pretvorba sončne energije v električno energijo zaradi fotovoltaičnega učinka, je polprevodniška fotodioda. Ko sončna svetloba sveti na fotodiodo, fotodioda pretvori sončno svetlobno energijo v električno energijo (glej sliko). To je enostavno za izvedbo in cenejše ter se pogosto uporablja.
Materiali, ki lahko povzročijo fotonapetostni učinek: monokristalni silicij, polikristalni silicij, amorfni silicij, galijev arzenid, bakrov indijev selenid itd. Kristalni silicij tipa P je dopiran s fosforjem, da dobimo silicij tipa N, ki tvori PN spoj. Kristalni silicij je osnovni celični material in sončne celice, pripravljene s kristalnimi silicijevimi materiali, vključujejo predvsem: monokristalne silicijeve sončne celice, lite polikristalne silicijeve sončne celice, amorfne silicijeve sončne celice in tankoslojne kristalne silicijeve celice. Monokristalne silicijeve celice imajo značilnosti visoke učinkovitosti pretvorbe celic in dobre stabilnosti, vendar so stroški visoki; amorfne silicijeve sončne celice imajo značilnosti visoke proizvodne učinkovitosti in nizkih stroškov, vendar je učinkovitost pretvorbe nizka in učinkovitost relativno hitro upada; sončne celice iz litega polikristalnega silicija imajo stabilno učinkovitost pretvorbe in najvišje razmerje med zmogljivostjo in ceno; sončne celice iz tankega filma kristalnega silicija so v fazi raziskav in razvoja. Sončne celice serije Silicon, monokristalni silicij in polikristalni silicij še naprej prevladujejo na PV trgu, delež monokristalnega silicija in polikristalnega silicija je presegel 80 odstotkov.
Postopek proizvodnje sončnih celic lahko v grobem razdelimo na pet korakov: postopek čiščenja, postopek vlečenja palic, postopek rezanja, postopek izdelave celic in postopek pakiranja.
Proces pridobivanja sončne energije.
Zdaj vzemite kristal kot primer za opis procesa generiranja svetlobe. Ko svetloba zasije na površino sončne celice, silicijev material absorbira del fotonov; energija fotonov se prenese na atome silicija, kar povzroči prehode elektronov, prosti elektroni pa se združujejo na obeh straneh PN spoja, da tvorijo potencialno razliko, in ko je vezje povezano od zunaj, bo tok stekel skozi zunanje vezje za proizvodnjo določene izhodne moči pod delovanjem napetosti. Ko je več celic zaporedno ali vzporedno povezanih, se lahko oblikuje niz sončnih celic z veliko izhodno močjo.
