Принципът за производство на електроенергия на слънчевите панели
Слънчевата клетка е устройство, което реагира на светлина и може да преобразува светлинната енергия в електричество. Има много видове материали, които могат да предизвикат фотоволтаичен ефект, като например: монокристален силиций, поликристален силиций, аморфен силиций, галиев арсенид, индиев меден селенид и т.н. Техните принципи за генериране на електроенергия са почти същите и сега вземат кристален силиций като пример за описване на процеса на фотоволтаично генериране на енергия. Кристален силиций от P тип може да бъде легиран с фосфор за получаване на N-тип силиций, образувайки PN преход.
Когато светлината облъчва повърхността на слънчевата клетка, част от фотоните се абсорбират от силициевия материал; енергията на фотоните се прехвърля към силициевите атоми, което кара електроните да преминават през преходи, превръщайки се в свободни електрони, събиращи се от двете страни на PN прехода, за да образуват потенциална разлика. Когато веригата е свързана отвън Под действието на това напрежение ще има ток, протичащ през външната верига, за да произведе определена изходна мощност. Същността на този процес е: процесът на преобразуване на фотонната енергия в електрическа.
1. Генериране на слънчева енергия Има два метода за генериране на слънчева енергия, единият е методът на светлинно-топлинно-електрическо преобразуване, а другият е светло-електрическият метод за директно преобразуване.
(1) Методът за преобразуване светлина-топлина в електричество използва слънчева радиация за генериране на електричество. По принцип слънчевият колектор преобразува абсорбираната топлина в пари на работния флуид и след това задвижва парна турбина за генериране на електричество. Първият процес е процес на преобразуване на светлина-топлина; последният процес е процес на преобразуване на топлина и електричество, който е същият като обикновеното производство на топлинна енергия. Слънчевите топлинни електроцентрали имат висока ефективност. Въпреки това, тъй като тяхната индустриализация в момента е в начален етап, инвестициите в момента са високи. Слънчевата топлоелектрическа централа с мощност 1000 МВт изисква инвестиция от 2 до 2,5 милиарда щатски долара, а средната инвестиция от 1 кВт е от 2000 до 2500 щатски долара. Следователно, той е подходящ за малки по специални поводи, а широкото използване е много икономически неикономично и не може да се конкурира с обикновените топлоелектрически централи или атомни електроцентрали.
(2) Метод на директно преобразуване светлина в електричество Този метод използва фотоелектрическия ефект за директно преобразуване на енергията на слънчевата радиация в електрическа. Основното устройство за преобразуване на светлина в електричество са слънчевите клетки. Слънчевата клетка е устройство, което директно преобразува слънчевата енергия в електрическа поради фотоволтаичния ефект. Това е полупроводников фотодиод. Когато слънцето грее върху фотодиода, фотодиодът ще превърне светлинната енергия на слънцето в електрическа енергия, за да произведе Ток. Когато много батерии са свързани последователно или паралелно, може да се образува квадратен масив от слънчеви клетки с относително голяма изходна мощност. Слънчевите клетки са обещаващ нов тип източник на енергия, с три основни предимства - постоянство, чистота и гъвкавост. Слънчевите клетки имат дълъг живот. Докато съществува слънцето, слънчевите клетки могат да бъдат инвестирани еднократно и да се използват дълго време; и производство на топлинна енергия и производство на ядрена енергия. За разлика от това, слънчевите клетки не причиняват замърсяване на околната среда; слънчевите клетки могат да бъдат големи, средни и малки, големи като средно голяма електроцентрала с милион киловата, или толкова малки, колкото слънчева батерия за едно домакинство, която няма аналог с други източници на енергия.
