Güneş Paneli Enerji Üretiminin Prensipleri

Güneş pilleri, ışığa tepki veren ve ışık enerjisini elektriğe çeviren cihazlardır. Monokristal silikon, polikristal silikon, amorf silikon, galyum arsenit, selenyum, indiyum, bakır vb. gibi fotovoltaik etkiler üretebilen birçok malzeme türü vardır. Güç üretiminin ilkesi temel olarak aynıdır ve fotovoltaik güç üretimi süreci, örnek olarak kristal silikon kullanılarak açıklanmaktadır. P-tipi kristal silikon, bir PN bağlantısı oluşturan N-tipi silikon elde etmek için fosforla katkılanabilir.
Işık, güneş pilinin yüzeyine çarptığında, fotonların bir kısmı silikon malzeme tarafından emilir; Fotonların enerjisi silikon atomuna aktarılır ve elektronların geçiş yapmasına, PN bağlantısının her iki tarafında toplanan ve potansiyel bir fark oluşturan serbest elektronlar haline gelmesine neden olur. Harici devre açıldığında, bu voltajın etkisi altında, belirli bir çıkış gücü üretmek için harici devreden bir akım akacaktır. Bu sürecin özü, foton enerjisinin elektrik enerjisine dönüştürülmesi işlemidir.
1, Güneş enerjisi üretiminin iki yolu vardır: biri hafif ısı elektrik dönüştürme yöntemi, diğeri ise hafif elektrik doğrudan dönüştürme yöntemidir.
(1) Hafif ısı elektrik dönüştürme yöntemi, elektrik üretmek için güneş radyasyonu tarafından üretilen termal enerjiyi kullanır. Genel olarak, güneş kollektörleri emilen termal enerjiyi çalışma ortamı buharına dönüştürür ve ardından elektrik üretmek için buhar türbinlerini çalıştırır. İlk işlem, hafif bir ısı dönüştürme işlemidir; İkinci işlem, sıradan termik güç üretimine benzer bir ısı elektriği dönüştürme işlemidir. Güneş fotovoltaik termik santraller yüksek verimliliğe sahiptir, ancak başlangıç ​​sanayileşme aşamasından dolayı şu anda yatırım yüksektir. 1000 MW'lık bir termik güneş enerjisi santrali, 1 kW için ortalama 2000 ila 2500 ABD Doları yatırımla, 2 ila 2,5 milyar ABD Doları arasında bir yatırım gerektirir. Bu nedenle, küçük ölçekli ve özel durumlar için uygunken, büyük ölçekli kullanım ekonomik olarak ekonomik değildir ve sıradan termik veya nükleer santrallerle rekabet edemez.
(2) Fotoelektrik doğrudan dönüştürme yöntemi Bu yöntem, güneş radyasyonu enerjisini doğrudan elektrik enerjisine dönüştürmek için fotoelektrik etkiyi kullanır. Fotoelektrik dönüşüm için temel cihaz güneş pilleridir. Bir güneş pili, fotovoltaik etki nedeniyle güneş enerjisini doğrudan elektrik enerjisine dönüştüren bir cihazdır. Yarı iletken bir fotodiyottur. Güneş ışığı fotodiyoda çarptığında, fotodiyot güneş enerjisini elektrik enerjisine çevirerek bir elektrik akımı üretir. Birçok pil seri veya paralel olarak bağlandığında, nispeten büyük çıkış gücüne sahip bir güneş pili dizisi haline gelebilirler. Güneş pilleri, üç ana avantajı olan umut verici yeni bir güç kaynağı türüdür: kalıcılık, temizlik ve esneklik. Güneş pillerinin ömrü uzundur ve güneş var oldukça bir kere yatırım yapılıp uzun süre kullanılabilirler; Termik enerji üretimi ve nükleer enerji üretimi ile karşılaştırıldığında, güneş pilleri çevre kirliliğine neden olmaz; Güneş pilleri, bir milyon kilovat kapasiteli orta ölçekli elektrik santrallerinden, diğer güç kaynakları tarafından eşsiz olan, yalnızca bir haneye hizmet eden güneş pili paketlerine kadar geniş, küçük ve orta ölçekli olabilir.