Zdaj se ves svet sooča s problemom energije, postopnim izčrpavanjem tradicionalne energije, skupaj z onesnaževanjem okolja s tradicionalno energijo, je razvoj nove energije postal nujna zadeva. Varstvo okolja nove energije vedno več pozornosti, sončna energija je neizčrpna nova energija, ampak tudi nekakšna energija za varstvo okolja, skoraj nič onesnaževanja. Zdaj, ko so sončne celice uporabljene marsikje, bo naslednja majhna serija predstavila princip delovanja sončnih kolektorjev.
Predstavitev sončne plošče
Solarni kolektorji so naprave, ki neposredno ali posredno pretvarjajo sevalno energijo sonca v električno energijo s pomočjo fotoelektričnega ali fotokemičnega učinka z absorbiranjem sončne svetlobe. Gre predvsem za elektromagnetni tip, ki za proizvodnjo električne energije uporablja energijo sončne svetlobe. Običajno je glavni proizvodni material sončnih kolektorjev silicij, vendar zaradi prevelikih proizvodnih stroškov doslej ni bil široko uporabljen. Vendar pa so solarni paneli v primerjavi z drugimi baterijskimi izdelki energetsko učinkovitejši in okolju prijaznejši in verjamem, da bodo v prihodnosti popularizirani.
Načelo solarne plošče
Solarni paneli so učinkovita naprava, ki se odziva na svetlobo in lahko pretvori svetlobno energijo v električno. Obstaja veliko vrst materialov, ki lahko povzročijo fotonapetostni učinek, kot so monokristalni silicij, polisilicij, amorfni silicij, galijev arzenid, indijev bakrov selenid itd., princip proizvodnje električne energije različnih materialov je v bistvu enak, tukaj vzemite kristalni silicij kot na primeru opišite načelni postopek sončnih kolektorjev. Kristalni silicij tipa P je dopiran s fosforjem, da dobimo silicij tipa N in tvorimo PN spoj.
Ko svetloba zadene osnovno površino sončne plošče, nekaj fotonov absorbira silicijev material; Energija fotona se prenese na atom silicija, tako da elektroni postanejo prosti elektroni, potencialna razlika pa se zbere na obeh straneh PN spoja. Ko je vezje priključeno navzven, bo pod delovanjem te napetosti skozi zunanje vezje tekel tok, kar bo povzročilo določeno izhodno moč. Bistvo tega procesa je pretvorba fotonske energije v električno.
Sončne plošče so pomembno sredstvo za človeško uporabo sončne energije, njena proizvodnja električne energije ima običajno dva načina, eden je način pretvorbe svetlobe-toplote-elektrike, drugi je način neposredne pretvorbe svetlobe-elektrike. Oglejmo si ta dva načina pridobivanja električne energije.
1, metoda pretvorbe svetlobe-toplote-elektrike: je uporaba sončnega sevanja, ki ga ustvari toplota v procesu proizvodnje električne energije, na splošno sončni kolektor absorbira toploto v paro delovnega medija in nato poganja moč turbine generacije. Prvi proces je proces pretvorbe svetlobe v toploto, drugi proces pa je proces pretvorbe toplote v elektriko, ki je enak običajnemu pridobivanju toplotne energije.
2, način neposredne pretvorbe svetlobe in elektrike: uporaba fotoelektričnega učinka za neposredno pretvorbo sončnega sevanja v električno energijo, osnovna naprava so sončne celice. Sončne plošče so uporaba fotonapetostnega učinka in neposredna pretvorba sončne energije v opremo za električno energijo, pripadajo polprevodniški fotodiodi, ko sonce sije na fotodiodo, fotodioda pretvori sončno svetlobo v električno energijo, kar povzroči tok. Ko je več sončnih kolektorjev povezanih zaporedno ali vzporedno, lahko postane niz sončnih celic z večjo izhodno močjo.
Slabosti proizvodnje toplotne energije s sončnimi paneli so nizek izkoristek in visoki stroški, ocena pa je, da je naložba vsaj 5- do 10-krat dražja od običajnih termoelektrarn. Sončna termoelektrarna z močjo 1000 MW zahteva naložbo od 2 do 2,5 milijarde ameriških dolarjev, povprečna investicija 1 kW pa je od 2000 do 2500 ameriških dolarjev. Zato so solarni paneli primerni le za manjše posebne priložnosti, velika uporaba pa je s sedanjega vidika izjemno neekonomična, zato ne more konkurirati navadnim termo ali jedrskim elektrarnam.
Čeprav je sončna energija okolju zelo prijazna energija, so sončne celice tudi dober način za varčevanje z energijo, vendar so glede na trenutno tehnologijo proizvodni stroški sončnih celic še vedno razmeroma visoki, zato ni bila popularizirana. Vendar pa bo uporaba čiste energije neizogiben trend in sončna energija bo skoraj brez onesnaževanja, bodisi z energetskega vidika bodisi z vidika varstva okolja bo razvoj sončne energije stvar, ki jo je treba močno razvijati. v prihodnosti. Morda bomo v bližnji prihodnosti v svojih domovih imeli sončne celice.