Principi della generazione di energia da pannelli solari

Le celle solari sono dispositivi che rispondono alla luce e convertono l'energia luminosa in elettricità. Esistono molti tipi di materiali che possono produrre effetti fotovoltaici, come il silicio monocristallino, il silicio policristallino, il silicio amorfo, l'arseniuro di gallio, il selenio, l'indio, il rame e così via. Il principio della loro generazione di energia è fondamentalmente lo stesso e il processo di generazione di energia fotovoltaica è descritto utilizzando il silicio cristallino come esempio. Il silicio cristallino di tipo P può essere drogato con fosforo per ottenere silicio di tipo N, formando una giunzione PN.
Quando la luce colpisce la superficie della cella solare, una parte dei fotoni viene assorbita dal materiale di silicio; L'energia dei fotoni viene trasferita all'atomo di silicio, facendo sì che gli elettroni subiscano una transizione, diventando elettroni liberi che si raccolgono su entrambi i lati della giunzione PN e formano una differenza di potenziale. Quando il circuito esterno è acceso, sotto l'azione di questa tensione, una corrente fluirà attraverso il circuito esterno per generare una certa potenza di uscita. L'essenza di questo processo è il processo di conversione dell'energia dei fotoni in energia elettrica.
1, Esistono due modi di generazione di energia solare: uno è il metodo di conversione dell'elettricità dal calore leggero e l'altro è il metodo di conversione diretta dell'elettricità dalla luce.
(1) Il metodo di conversione elettrica luce calore utilizza l'energia termica generata dalla radiazione solare per generare elettricità. Generalmente, i collettori solari convertono l'energia termica assorbita in vapore medio di lavoro, quindi azionano le turbine a vapore per generare elettricità. Il primo processo è un processo di conversione del calore leggero; Quest'ultimo processo è un processo di conversione dell'elettricità dal calore, simile alla normale generazione di energia termica. Le centrali solari fotovoltaiche termiche hanno un'elevata efficienza, ma a causa della loro fase iniziale di industrializzazione, l'investimento è attualmente elevato. Un impianto solare termico da 1000 MW richiede un investimento da $ 2 a $ 2,5 miliardi, con un investimento medio da $ 2000 a $ 2500 per 1 kW. Pertanto, è adatto a piccole occasioni e occasioni speciali, mentre l'utilizzo su larga scala è economicamente antieconomico e non può competere con le normali centrali termiche o nucleari.
(2) Metodo di conversione fotoelettrica diretta Questo metodo utilizza l'effetto fotoelettrico per convertire direttamente l'energia della radiazione solare in energia elettrica. Il dispositivo di base per la conversione fotoelettrica sono le celle solari. Una cella solare è un dispositivo che converte direttamente l'energia solare in energia elettrica grazie all'effetto fotovoltaico. È un fotodiodo a semiconduttore. Quando la luce solare colpisce il fotodiodo, il fotodiodo converte l'energia solare in energia elettrica, generando una corrente elettrica. Quando molte batterie sono collegate in serie o in parallelo, possono diventare un array di celle solari con una potenza di uscita relativamente elevata. Le celle solari sono un nuovo promettente tipo di fonte di energia con tre vantaggi principali: permanenza, pulizia e flessibilità. Le celle solari hanno una lunga durata e, finché esiste il sole, possono essere investite una volta e utilizzate a lungo; Rispetto alla generazione di energia termica e alla generazione di energia nucleare, le celle solari non causano inquinamento ambientale; Le celle solari possono essere grandi, piccole e medie, che vanno da centrali elettriche di medie dimensioni con una capacità di un milione di kilowatt a pacchetti di celle solari che servono solo una famiglia, che non hanno eguali da altre fonti di energia.