Päikesepaneelide elektritootmise põhimõte
Päikesepatarei on seade, mis reageerib valgusele ja suudab muuta valgusenergia elektrienergiaks. Fotogalvaanilise efekti tekitamiseks on palju erinevaid materjale, näiteks: ühekristalliline räni, polükristalne räni, amorfne räni, gallium -arseniid, indiumvask -seleniid ja nii edasi. Nende elektritootmise põhimõtted on põhimõtteliselt samad ja võtke nüüd fotoelektrilise energiatootmise protsessi näitena kristalliline räni. P-tüüpi kristalset räni saab legeerida fosforiga, et saada N-tüüpi räni, moodustades PN-ristmiku.
Kui valgus kiirgab päikesepatarei pinda, neelab osa footoneid ränimaterjal; footonite energia kantakse üle räni aatomitele, põhjustades elektronide üleminekuid, muutudes vabadeks elektronideks, kogunedes mõlemale poole PN -ristmikku, et moodustada potentsiaalne erinevus. Kui ahel on ühendatud väljastpoolt Selle pinge mõjul voolab välise vooluahela kaudu teatud väljundvõimsuse tekitamiseks vool. Selle protsessi olemus on: footoni energia muundamise protsess elektrienergiaks.
1. Päikeseenergia tootmine Päikeseenergia tootmiseks on kaks meetodit, millest üks on valgus-soojus-elektriline muundamismeetod ja teine on valgus-elektri otsese muundamise meetod.
(1) Valgus-soojus-elektriline muundamismeetod kasutab elektrienergia tootmiseks päikesekiirgust. Üldiselt muundab päikesekollektor neeldunud soojuse töövedeliku auruks ja ajab seejärel auruturbiini elektrit tootma. Esimene protsess on kerge soojuse muundamise protsess; viimane protsess on soojus-elektriline muundamisprotsess, mis on sama mis tavaline soojusenergia tootmine. Päikeseenergiajaamad on kõrge kasuteguriga. Kuna aga nende industrialiseerimine on praegu algfaasis, on investeeringud praegu suured. 1000 MW päikeseenergiajaam nõuab investeeringuid 2–2,5 miljardit USA dollarit ja keskmine 1 kW investeering on 2000–2500 USA dollarit. Seetõttu sobib see väikesemahulisteks erijuhtumiteks ja ulatuslik kasutamine on majanduslikult väga ebaökonoomne ning ei suuda konkureerida tavaliste soojuselektrijaamade ega tuumaelektrijaamadega.
(2) Valguse ja elektrienergia otsese muundamise meetod See meetod kasutab fotoelektrilist efekti päikesekiirguse energia vahetamiseks elektrienergiaks. Valguse ja elektri muundamise põhiseade on päikesepatareid. Päikesepatarei on seade, mis muudab fotogalvaanilise efekti tõttu päikesevalguse otse elektrienergiaks. See on pooljuhtfotodiood. Kui päike paistab fotodioodile, muudab fotodiood päikese valgusenergia elektrienergiaks, et toota voolu. Kui paljud patareid on järjestikku või paralleelselt ühendatud, võib moodustada suhteliselt suure väljundvõimsusega päikesepatareide ruudukujulise massiivi. Päikesepatareid on uut tüüpi paljulubav toiteallikas, millel on kolm peamist eelist: püsivus, puhtus ja paindlikkus. Päikesepatareid on pika elueaga. Kuni päike on olemas, saab päikesepatareid üks kord investeerida ja neid pikka aega kasutada; soojusenergia tootmine ja tuumaenergia tootmine. Seevastu päikesepatareid ei põhjusta keskkonnareostust; päikesepatareid võivad olla suured, keskmised ja väikesed, nii suured kui keskmise võimsusega jaam, mille võimsus on miljon kilovatti, või nii väikesed kui ühe majapidamise päikesepatarei, millele ei anna võrrelda teised toiteallikad.
