اکنون کل جهان با مشکل انرژی مواجه است، کاهش تدریجی انرژی سنتی، همراه با آلودگی انرژی سنتی به محیط زیست، توسعه انرژی های جدید به یک موضوع فوری تبدیل شده است. حفاظت از محیط زیست انرژی های جدید توجه بیشتر و بیشتر، انرژی خورشیدی یک انرژی پایان ناپذیر جدید است، بلکه نوعی انرژی حفاظت از محیط زیست، تقریبا آلودگی صفر است. اکنون که سلولهای خورشیدی در بسیاری از مکانها استفاده شدهاند، سریهای کوچک زیر اصل کار پنلهای خورشیدی را معرفی میکنند.
معرفی پنل خورشیدی
پنل های خورشیدی وسیله ای هستند که به طور مستقیم یا غیرمستقیم انرژی تابشی خورشید را از طریق اثر فوتوالکتریک یا اثر فتوشیمیایی با جذب نور خورشید به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند. این عمدتا یک نوع الکترومغناطیسی است که از انرژی نور خورشید برای تولید برق استفاده می کند. معمولا ماده اصلی تولید پنل های خورشیدی سیلیکون است، اما به دلیل هزینه تولید بسیار زیاد، تاکنون نتوانسته است به طور گسترده مورد استفاده قرار گیرد. با این حال، در مقایسه با سایر محصولات باتری، پانل های خورشیدی کارآمدتر انرژی و سازگار با محیط زیست هستند و من معتقدم که در آینده محبوب خواهند شد.
اصل پنل خورشیدی
پنل های خورشیدی دستگاهی کارآمد هستند که به نور پاسخ می دهند و می توانند انرژی نور را به الکتریسیته تبدیل کنند. انواع مختلفی از مواد وجود دارد که می توانند اثر فتوولتائیک ایجاد کنند، مانند سیلیکون تک کریستالی، پلی سیلیکون، سیلیکون آمورف، آرسنید گالیم، سلنید مس ایندیم و غیره، اصل تولید برق مواد مختلف اساساً یکسان است، در اینجا، سیلیکون کریستالی را به عنوان مثال در نظر بگیرید. به عنوان مثال، فرآیند اصلی پانل های خورشیدی را شرح دهید. سیلیکون کریستالی نوع P با فسفر دوپ می شود تا سیلیکون نوع N بدست آید و پیوند PN تشکیل شود.
هنگامی که نور به سطح اصلی صفحه خورشیدی برخورد می کند، برخی از فوتون ها توسط مواد سیلیکونی جذب می شوند. انرژی فوتون به اتم سیلیکون منتقل می شود، به طوری که الکترون ها به الکترون های آزاد تبدیل می شوند و اختلاف پتانسیل در دو طرف اتصال PN جمع می شود. هنگامی که مدار به صورت خارجی متصل می شود، تحت تأثیر این ولتاژ، جریانی از مدار خارجی عبور می کند و در نتیجه توان خروجی مشخصی تولید می شود. ماهیت این فرآیند تبدیل انرژی فوتون به انرژی الکتریکی است.
پنل های خورشیدی وسیله مهمی برای استفاده انسان از انرژی خورشیدی هستند، تولید برق آن معمولاً دو راه دارد، یکی حالت تبدیل نور گرمایی به الکتریسیته، دیگری حالت تبدیل مستقیم نور به برق است. بیایید نگاهی به این دو روش تولید برق بیاندازیم.
1، روش تبدیل نور-گرما-الکتریسیته: استفاده از تابش خورشیدی تولید شده توسط گرمای یک فرآیند تولید برق است، به طور کلی توسط کلکتور خورشیدی گرما را به بخار محیط کار جذب می کند و سپس نیروی توربین را هدایت می کند. نسل. فرآيند اولي فرآيند تبديل نور به گرما و دومي فرآيند تبديل گرما به الكتريسيته است كه همانند توليد برق حرارتي معمولي است.
2، حالت تبدیل مستقیم نور الکتریسیته: استفاده از اثر فوتوالکتریک برای تبدیل مستقیم تابش خورشیدی به برق، دستگاه اصلی پانل های خورشیدی است. پنل های خورشیدی استفاده از اثر فتوولتائیک و تبدیل مستقیم انرژی خورشیدی به تجهیزات انرژی الکتریکی هستند، متعلق به دیود نوری نیمه هادی هستند، هنگامی که خورشید به دیود نوری می تابد، دیود نوری نور خورشید را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند و در نتیجه جریان ایجاد می شود. هنگامی که چندین پنل خورشیدی به صورت سری یا موازی به هم متصل می شوند، می توانند به یک آرایه سلول خورشیدی با توان خروجی بزرگتر تبدیل شوند.
تولید برق حرارتی پنل خورشیدی دارای معایب بازده کم و هزینه بالا است و تخمین زده می شود که سرمایه گذاری حداقل 5 تا 10 برابر بیشتر از نیروگاه های حرارتی معمولی باشد. یک نیروگاه حرارتی خورشیدی 1000 مگاواتی به سرمایه گذاری 2 تا 2.5 میلیارد دلار آمریکا نیاز دارد و متوسط سرمایه گذاری 1 کیلووات 2000 تا 2500 دلار آمریکا است. بنابراین، پنلهای خورشیدی فقط برای موقعیتهای خاص در مقیاس کوچک مناسب هستند و استفاده در مقیاس بزرگ از دیدگاه فعلی بسیار غیراقتصادی است، بنابراین نمیتواند با نیروگاههای حرارتی یا هستهای معمولی رقابت کند.
اگرچه انرژی خورشیدی یک انرژی بسیار دوستدار محیط زیست است، سلول های خورشیدی نیز راه خوبی برای صرفه جویی در انرژی هستند، اما از نظر فناوری فعلی، هزینه تولید سلول های خورشیدی هنوز نسبتاً بالا است، بنابراین رایج نشده است. با این حال، استفاده از انرژی پاک یک روند اجتناب ناپذیر خواهد بود و انرژی خورشیدی تقریباً بدون آلودگی است، چه از منظر انرژی و چه از منظر حفاظت از محیط زیست، توسعه انرژی خورشیدی موضوعی است که باید به شدت توسعه یابد. در آینده. شاید در آینده ای نزدیک، سلول های خورشیدی در خانه هایمان داشته باشیم.