» Статьи об энергетике » Статьи об энергетике » Солнечные батареи: конструкция и принцип действия

Солнечные батареи: конструкция и принцип действия








Полет человека в космос стал толчком к развитию технологий, которые в последствие пригодились и людям на Земле. Одна из них – использование солнечных батарей для производства электроэнергии. Во второй половине 20 века солнечные батареи можно было встретить лишь на космических кораблях и орбитальных станциях. Однако с началом нового столетия солнечные батареи уже можно было обнаружить в простом калькуляторе, а в наши дни любой может приобрести и установить солнечные батареи на крыше своего дома для производства электроэнергии. Во многих странах с благоприятным климатом для использования солнечных батарей (Италия, Испания, Португалия), на солнечную энергетику приходится существенная доля в общем объеме производства электроэнергии. Ряд стран оказывает государственную помощь компаниям и индивидуальным потребителям, которые используют солнечные батареи.



Самый простой способ использовать энергию Солнца – это преобразовывать ее в тепловую. Эти человечество занимается уже не одно тысячелетие, а в современных условиях это помогают делать солнечные коллекторы. Коллектор – передает солнечную тепловую энергию теплоносителю, в качестве которого выступает воздух или вода. Затем уже нагретый теплоноситель поступает в жилые помещения для их обогрева. Однако имеется два существенных недостатка в использовании тепловой энергии – невозможность ее хранить долгое время и передавать ее на большие расстояния. Поэтому наиболее удобным для накопления и транспортировки видом энергии является электричество. Для хранения электрической энергии нужны всего лишь аккумуляторные батареи, а для ее передачи – электрические провода.

Солнечный коллектор: устройство, конструкция, монтаж

Как работают солнечные батареи?

Солнечная батарея представляет собой несколько соединенных между собой фотоэлементов, сердцем которых являются кремниевые кристаллы. Из кремниевых кристаллов изготавливают пластины, на которые с одной стороны наносят тончайший слой фосфора, с другой стороны – тончайший слой бора. В месте контакта кремния с фосфором и бором возникает связь, а именно: при взаимодействии четырехвалентного атом кремния с трехвалентным атомом бора возникают так называемые «дырки», а при взаимодействии с пятивалентным атомом фосфора – один электрон становится свободным. Таким образом, с точки зрения физики, на стыке сред, обладающих избытком и недостатком электронов, образуется p-n переход. Фотоны от солнечного света бомбардируют поверхность пластины и вышибают избыточные электроны фосфора к недостающим электронам бора. В результате возникает упорядоченное движение электронов или электрический ток.



Пока мощность фотоэлементов недостаточна для полного перехода человечества исключительно на солнечную энергию. Поэтому для промышленного производства электроэнергии с использованием солнечных батарей необходимо огромное число пластин с фотоэлементами.

Система слежения за Солнцем для солнечных батарей
Расчет мощности солнечных батарей
Светильники на солнечных батареях



Однако особенность солнечных батарей – преобразование световой энергии Солнца, в том числе и ультрафиолетового излучения, позволяет использовать солнечные батареи даже зимой. Единственным условием, при котором солнечная батарея не сможет функционировать эффективно – повышенная облачность. Уже сейчас ученые предлагают создать две гигантские солнечные электростанции в Арктике и Антарктике, которые будут накапливать энергию во время полугодового полярного дня. На севере полярный день наступает летом, а на юге – зимой, что позволит производить электроэнергию круглый год.




Всего комментариев: 0



Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]


Новости сайта ukrelektrik.com


Последние статьи ukrelektrik.com


Последние ответы на форуме ukrelektrik.com