Panele słoneczne – opis, produkcja i struktura działania

Bez kategorii

Ekologiczne pozyskiwanie energii elektrycznej


Energia słoneczna jest najbardziej rozpowszechnionym odnawialnym źródłem energii. Nasze Słońce to masywny naturalny reaktor jądrowy, który uwalnia maleńkie wiązki energii zwane fotonami, które przemieszczają się w kosmosie z Ziemi do Słońca na odległość 93 milionów mil w czasie 8,5 minuty. Co godzinę fotony zderzają się z wystarczającą ilością energii słonecznej, aby zaspokoić globalne zapotrzebowanie na energię przez cały rok. Kiedy fotony zderzają się z ogniwem słonecznym, atomy tracą swoje elektrony w mechanizmie zwanym „efektem fotowoltaicznym”.
Panele słoneczne składają się z ogniw fotowoltaicznych, które przekształcają światło słoneczne w ciągły prąd elektryczny. Ta energia jest wysyłana do akumulatorów, które ją przechowują. Ogniwa słoneczne są podstawowym dostawcą energii, ponieważ nie potrzebują reakcji chemicznych, ani paliwa do produkcji energii elektrycznej w przeciwieństwie do generatorów elektrycznych.

Metoda działania i produkcja paneli słonecznych


 

Pojedyncze ogniwo słoneczne zawiera materiały półprzewodnikowe (takie jak krzem, fosforek indu i selenek indu) które stanowią warstwę przeciwodblaskową w celu zmniejszenia utraty światła. Warstwa przeciwodblaskowa zwykle składa się z tlenku krzemu lub tytanu, który jest tworzony na powierzchni komórki przez powlekanie lub technikę osadzania próżniowego. Pod warstwą przeciwodblaskową znajdują się trzy główne warstwy: górna warstwa przewodząca, warstwa absorbująca i tylna warstwa.
Ogniwo zawiera również dwie dodatnie i ujemne warstwy elektryczne. Kiedy promienie słonecznego padają na ogniwo, warstwa przeciwodblaskowa zatrzymuje padające światło, zwiększając jego transmisję do kolejnych warstw, a gdy warstwa ujemna jest wystawiona na działanie światła słonecznego, energia fotonów jest przenoszona do elektronów w obszarze walencyjnym. W ten sposób przekształcamy energię świetlną w energię elektryczną. Warto wspomnieć, że gdy obwód zewnętrzny ogniwa jest otwarty, ogniwo wytwarza prąd o natężeniu 0,07 A o różnicy napięć 0,6 V, wytwarzając w ten sposób moc elektryczną o wartości 0,04 W. Komplet ogniw słonecznych stanowi pojedynczy moduł.
Moduły fotowoltaiczne występują w postaci konfiguracji zwanych panelami, które mogą być używane w domach w celu zastąpienia tradycyjnego źródła energii. Natomiast w postaci dużych grup nazywanych tablicami składają się z kilku tysięcy pojedynczych ogniw i służą do przekształcania światła słonecznego w energię elektryczną w celu dystrybucji do obszarów przemysłowych, mieszkalnych i handlowych, za pośrednictwem centralnych stacji elektrycznych.

Czynniki wpływające na działanie ogniw słonecznych


panele-sloneczne-schemat-dzialanie-opisTemperatura jest jednym z głównych czynników wpływających na pracę ogniw słonecznych i na pierwszy rzut oka może się wydawać, że wzrost temperatury zwiększy ilość energii przekształconej na elektryczność, jednak to przekonanie jest błędne ponieważ wzrost temperatury wpłynie negatywnie na ilość energii elektrycznej wytwarzanej przez ogniwa słoneczne. Wpływ temperatury jest wyrażany przez współczynnik temperatury, który jest jedną ze specyfikacji paneli słonecznych i różni się w zależności od typu paneli i metody ich produkcji. Współczynnik temperatury jest wyrażony w stopniach Celsjusza, na przykład jeśli wartość współczynnika ciepła panelu wynosi -0,5%, oznacza to, że maksymalna energia elektryczna, którą ta płyta wyprodukuje, będzie spadać o 0,5% z każdym wzrostem temperatury o 10 ° C.
Przemysł energii słonecznej rozwija się stabilnie na całym świecie ze względu na duże zapotrzebowanie na energię, która jest obiecującym źródłem do rozwiązywania problemów związanych z kryzysem energetycznym w przyszłości.