Quin és el principi de generació d'energia solar?
Feb 10, 2023
A mesura que els tipus de cèl·lules solars continuen augmentant, el rang d'aplicació és cada cop més ampli i l'escala del mercat s'està expandint gradualment. En els primers temps, l'ús degeneració d'energia solars'utilitzava principalment en els camps militar i aeroespacial. Actualment, l'energia solar ha entrat als sectors industrial, comercial, agrícola, de comunicacions, d'electrodomèstics i serveis públics. Les aplicacions d'energia solar es divideixen en diverses àrees: petites centrals solars per a ús domèstic, grans centrals elèctriques connectades a la xarxa, murs cortina de vidre fotovoltaic integrats en edificis, fanals solars, fanals complementaris eòlics i solars, sistemes d'alimentació complementària eòlica i solar. , per exemple: llums solars de jardí; sistemes d'usuari d'energia solar; sistemes especialment independents per a l'alimentació de pobles, que es poden utilitzar en zones remotes, muntanyes, deserts, illes i zones rurals per estalviar costoses línies de transmissió; i bombes d'aigua fotovoltaiques (aigua potable o reg); font d'alimentació de comunicació; protecció catòdica del gasoducte; font d'alimentació de l'estació de comunicació de fibra òptica; sistema de dessalinització d'aigua de mar; senyals de trànsit a les ciutats; senyalització de la carretera, etc.
La generació d'energia solar s'aconsegueix utilitzant l'energia solar i les propietats electròniques dels materials semiconductors per generar electricitat.
1. El principi de generació d'energia solar (generació d'energia fotovoltaica): la llum solar que brilla a la unió pn del semiconductor, la formació de nous parells forat-electró, al camp elèctric de la unió pn, forats de la regió n a la regió p, electrons de la regió p a la regió n, el circuit està connectat a la formació de corrent. Aquest és el principi de funcionament de la cèl·lula solar d'efecte fotoelèctric. (Com es mostra a la figura:)
2. L'energia solar de dues maneres: una és el mètode de conversió llum-calor-electricitat, l'altra és el mètode de conversió directa llum-electricitat.
A. Mètode de conversió llum-tèrmica-electricitat: utilitzant l'energia tèrmica generada per la radiació solar per generar electricitat, generalment per col·lectors solars per convertir l'energia tèrmica absorbida en vapor de la massa de treball, i després impulsar la turbina per generar electricitat. El primer procés és el procés de conversió de llum a calor; l'últim procés és el procés de conversió de calor a electricitat, el mateix que la generació d'energia tèrmica ordinària.
B. Llum directa - mètode de conversió d'electricitat (generació d'energia fotovoltaica): l'ús de l'efecte fotoelèctric, l'energia de la radiació solar directament en electricitat. El dispositiu bàsic de conversió llum-electricitat és la cèl·lula solar.
Les cèl·lules solars són una conversió directa de l'energia solar en energia elèctrica a causa de l'efecte fotovoltaic, és un fotodíode semiconductor. Quan la llum del sol brilla sobre el fotodíode, el fotodíode converteix l'energia lumínica del sol en energia elèctrica (vegeu la figura). Això és fàcil d'implementar i menys costós, i s'ha utilitzat àmpliament.
Materials que poden produir efecte fotovoltaic: silici monocristal·lí, silici policristalí, silici amorf, arsenur de gal·li, selenur d'indi coure, etc. El silici cristal·lí de tipus P es dopa amb fòsfor per obtenir silici de tipus N, formant una unió PN. El silici cristal·lí és el material bàsic de les cèl·lules, i les cèl·lules solars preparades amb materials de silici cristal·lí inclouen principalment: cèl·lules solars de silici monocristal·lí, cèl·lules solars de silici policristalí fos, cèl·lules solars de silici amorf i cèl·lules de silici cristal·lí de pel·lícula fina. Les cèl·lules de silici monocristal·lí tenen les característiques d'una alta eficiència de conversió de cèl·lules i una bona estabilitat, però el cost és elevat; Les cèl·lules solars de silici amorf tenen les característiques d'alta eficiència de producció i baix cost, però l'eficiència de conversió és baixa i l'eficiència decau relativament ràpidament; Les cèl·lules solars de silici policristalí de fosa tenen una eficiència de conversió estable i la relació rendiment/preu més alta; Les cèl·lules solars de silici cristal·lí de pel·lícula fina es troben en fase d'investigació i desenvolupament. Les cèl·lules solars de la sèrie de silici, les cèl·lules de silici monocristal·lí i de silici policristalí continuen dominant el mercat fotovoltaic, la proporció de silici monocristal·lí i silici policristalí ha superat el 80 per cent.
El procés de producció de cèl·lules solars es pot dividir aproximadament en cinc passos: el procés de purificació, el procés de dibuix de varetes, el procés de tall, el procés de fabricació de cèl·lules i el procés d'embalatge.
El procés de generació d'energia solar.
Ara preneu el cristall com a exemple per descriure el procés de generació de llum. Quan la llum brilla a la superfície de la cèl·lula solar, part dels fotons són absorbits pel material de silici; l'energia dels fotons es transfereix als àtoms de silici, fent que es produeixin transicions d'electrons, i els electrons lliures s'agrupen a banda i banda de la unió PN per formar una diferència de potencial, i quan el circuit està connectat externament, un corrent fluirà a través del circuit extern per produir una certa potència de sortida sota l'acció de la tensió. Quan moltes cèl·lules estan connectades en sèrie o en paral·lel, es pot formar una matriu de cèl·lules solars amb una gran potència de sortida.
