Zasada energii słonecznej

Mar 18, 2023 Zostaw wiadomość

Ziemia może przechwycić ogromną ilość energii słonecznej, przekraczającą 173,000 TW (1TW=10^12W), co jest bardzo ogromną liczbą. Jest to 10000 razy większa ilość energii zużywanej przez wszystkich ludzi na Ziemi, lecz energii tej nie można w pełni wykorzystać. Możemy wyjaśnić, dlaczego ludzie nie mogą w pełni wykorzystać energii słonecznej, opierając się na zasadzie wytwarzania energii przez panele słoneczne.

 

solar power

 

Panele słoneczne składają się z ogniw słonecznych ułożonych i połączonych. Najpopularniejsze ogniwa słoneczne wykonane są z krzemu, który jest rodzajem półprzewodnika i ma niezwykle bogate zasoby na Ziemi. Krzem krystaliczny w ogniwie słonecznym znajduje się pomiędzy górną i dolną warstwą przewodzącą, a każdy atom krzemu jest połączony z sąsiednimi atomami za pomocą czterech wiązań chemicznych, dzięki czemu elektrony są związane i nie będą się przemieszczać, aby wytworzyć prąd.

solar cell

 

Krzemowe ogniwo słoneczne składa się z dwóch warstw różnych elementów krzemowych (krzem typu N i krzem typu P). W krzemie typu N występuje nadwyżka elektronów, a w krzemie typu P istnieje dodatkowa pozycja do przechowywania dziur elektronowych. Połączenie dwóch rodzajów krzemu staje się złączem PN, a elektrony mogą przechodzić przez złącze PN, wytwarzając ładunek dodatni po jednej stronie i ładunek ujemny po drugiej.

 

Światło można rozumieć jako strumień cząstek emitowanych przez Słońce, a cząstkami tymi są fotony. Kiedy fotony uderzają w ogniwa słoneczne z wystarczającą energią, uderzają w wiązania chemiczne, aby uwolnić elektrony, pozostawiając dziurę. Dodatnio naładowane dziury i ujemnie naładowane elektrony mogą się swobodnie poruszać, a elektrony są przyciągane na stronę N, a dziury na stronę P. Te poruszające się elektrony są zbierane przez maleńkie metalowe sondy na płycie akumulatora i przepływają do obwodu zewnętrznego, gdzie wykonują pracę elektryczną, zanim powrócą do przewodzącej blachy aluminiowej z tyłu.

 

solar panel

 

Każde ogniwo słoneczne może generować tylko około 0,5 W. W tym momencie więcej energii można uzyskać łącząc ogniwa szeregowo, tworząc moduł. Generalnie potrzeba kilkuModuł słoneczny o mocy 710 Wdo zasilania całego domu. Elektrony są jedynymi ruchomymi częściami ogniw słonecznych i ostatecznie wszystkie powrócą do swojego źródła. W całym procesie nie dochodzi do zużycia i zużycia, dlatego panele słoneczne można ogólnie używać przez dziesięciolecia.

 

Dlaczego więc nie możemy całkowicie polegać na energii słonecznej? Występują czynniki polityczne, a część przedsiębiorców chce utrzymania obecnego stanu dostaw energii. Tutaj skupiamy się głównie na trudnościach fizycznych i logicznych. Przede wszystkim energia słoneczna nie jest równomiernie rozłożona. W niektórych miejscach jest dużo słońca, w innych pada deszcz przez cały rok, a większość energii słonecznej jest blokowana przez chmury. Po drugie, energia słoneczna jest dostępna w nocy, a niektórych części prawie nie ma. Dlatego też całkowite poleganie na wytwarzaniu energii słonecznej wymaga bardzo wydajnej technologii transportu energii elektrycznej z miejsc nasłonecznionych do obszarów pochmurnych. Potrzebna jest także wydajna metoda magazynowania energii elektrycznej, a ogromnym wyzwaniem jest także zwiększenie wydajności akumulatorów magazynujących energię.

 

solar panels

 

Przy wykorzystaniu wydajności modułu część fotonów zostanie odbita, a część elektronów wpadnie z powrotem do dziury przed wejściem do pętli. W ten sposób energia fotonów nie jest wykorzystywana. Obecnie najbardziej wydajne ogniwa słoneczne mogą przekształcić jedynie 46% światła słonecznego w energię elektryczną, a wydajność wytwarzania energii w większości komercyjnych systemów wytwarzania energii słonecznej wynosi 15%-20%. Wydajność wytwarzania energii przez panele słoneczne Jingsun przekracza 20%.

 

Chociaż istnieje wiele ograniczeń, możliwe jest wykorzystanie dzisiejszej technologii energii słonecznej do zasilania całej Ziemi. Potrzebujemy środków na budowę infrastruktury na dużej otwartej przestrzeni. Szacuje się, że zajmie to setki tysięcy mil kwadratowych, co wydaje się duże, ale Sahara zajmuje obszar 3 milionów mil kwadratowych. Jednocześnie wraz z ciągłym rozwojem technologii efektywność wytwarzania energii słonecznej stale się poprawia, a cena jest coraz tańsza, co ma pewną konkurencyjność w stosunku do sieci energetycznej. Wynalazki takie jak pływające wyspy słoneczne mogą zmienić status quo.

 

Solar Power Station

 

Obecnie na świecie jest ponad 1 miliard ludzi, którzy nie mogą korzystać ze stabilnego źródła zasilania, szczególnie w niektórych krajach rozwijających się. Mają dużo słońca do wykorzystania, a energia słoneczna jest bezpieczniejsza i tańsza w wytwarzaniu energii elektrycznej, która należy do zielonej energii i przewyższa energię nieodnawialną, taką jak węgiel i ropa naftowa. Energia słoneczna Jingsun angażuje się w globalną sprawę nowej zielonej energii i stara się urzeczywistnić globalne, zunifikowane wykorzystanie nowej zielonej energii dla ludzkości.

Wyślij zapytanie