Принцип работы солнечных батарей

В данной статье разберем принцип работы солнечных батарей. Экологически чистые источники энергии благодаря удешевлению производства, получают все более широкое распространение во всем мире, особенно это касается солнечных батарей. Их стали использовать, как источники питания для различных технических устройств, электромобилей, домов и для построения солнечных электростанций. Рассмотрим подробнее, что они из себя представляют, по какому принципу работают и их возможности.

Принцип работы солнечных батарей

История появления солнечных батарей

Солнце каждый день, очень много посылает своей энергии на Землю, которой можно воспользоваться. Первым экспериментом людей, было создание солнечных термальных электростанций (альтернативные источники энергии), которые работали эффективно. Принцип их работы, заключается в нагревании воды концентрированным солнечным потоком, при этом вода преобразуется в пар и крутит турбину, в результате всего этого процесса генератором вырабатывается электрическая энергия. Удачный результат эксперимента дал понять многим людям, что можно инвестировать деньги и в другие технологии, связанные с преобразованием солнечной энергии в электрическую. Постепенно стало набирать обороты производство солнечных батарей.

Солнечные батареи кардинально отличаются от солнечных термальных электростанций тем, что напрямую преобразуют солнечную энергию в электрическую, а это более выгодно. В современных солнечных батареях для преобразования солнечной энергии в электрическую, применяют цепь из фотоэлементов представленных полупроводниковыми устройствами.

Сам эффект преобразования энергии из солнечной в электрическую, открыл известный физик Александр Эдмон Беккерель во второй половине 19 века. Первый работающий фотоэлемент через 50 лет смог сделать ученый Александр Столетов. В 20 веке, гений этого времени Альберт Эйнштейн описал в подробностях этот эффект.

Принцип работы солнечных батарей подробно

Многие задаются вопросом, почему в фотоэлементах применяются полупроводниковые устройства. Все из-за того, что полупроводник особый материал, в котором сразу присутствует два слоя имеющих различную проводимость. В одном слое присутствует множество лишних электронов — n-тип, в другом наблюдается их недостаток — p-тип. В роли анода используют слой p-типа, в роли катода используют слой n-типа.

В процессе работы солнечных батарей, под воздействием потока солнечной энергии электроны из атомов n-слоя полупроводника, резко его покидают и устремляются к пустующим местам в p-слое. В результате, электроны все время вращаются по кругу, так как потом выходя из p-слоя они стремятся обратно в n-слой при этом, чтобы туда попасть они должны пройти через аккумулятор.

Вначале для создания солнечных батарей попробовали использовать материал селен, но его КПД=1%, поэтому на его применении постарались побыстрей поставить точку.

Первой прорыв в создании эффективных фотоэлементов совершила компания Bell Telephone, для этого она использовала материал кремний. Он и на сегодняшний день, наиболее часто применяются при создании солнечных батарей. На этом изобретательская мысль людей не остановилась и разрабатываются фотоэлементы из других материалов: соединения галлия, кадмия, меди. Даже пробуют делать из органического полимера.

Сами по себе отдельные фотоэлементы вырабатывают мало энергии для работы энергозатратных приборов. Для устранения этого недостатка из множества фотоэлементов формируют единую структуру — солнечную панель.

Защиту от вредных погодных условий, солнечным батареям обеспечивает закаленное стекло или прочный пластик.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *