Как работает фотоэлектрическая энергия?

Когда-то фотовольтаики были ограничены космическими станциями и спутниками, сейчас они набирают популярность и становятся все более жизнеспособным вариантом.

Каждый день солнце выделяет огромное количество энергии, гораздо больше, чем потребляет все население. То, что солнце является устойчивым, возобновляемым и неисчерпаемым источником для выработки электроэнергии, не использует его, кажется почти нелогичным, особенно с учетом социальных и экологических последствий других форм выработки энергии. Но технология получения электричества от солнца ни в коем случае не проста и все же имеет некоторые ограничения, самым значительным из которых является цена.

Процесс превращения солнечных лучей в электрическую энергию начинается в так называемой фотоэлектрической ячейке. Эти ячейки производятся с двумя химически измененными слоями кремния. Когда фотоны солнечного света достигают поверхности, эти электроны приобретают способность двигаться, создавая поток, который создает электрический ток.

Каждая ячейка генерирует небольшое количество энергии, и панель обычно состоит из 36-72 фотоэлектрических элементов. Соединяя несколько панелей вместе, создается фотоэлектрическая система. От восьми до десяти панелей достаточно для питания небольшого дома. Однако, очевидно, на эту статистику влияют некоторые факторы, такие как эффективность панелей, количество солнечного света в регионе и потребность в энергии самой резиденцией.

Важно отметить, что фотоэлектрические солнечные панели вырабатывают электричество в форме постоянного тока, а это означает, что электричество должно проходить через инвертор, чтобы преобразовать его в переменный ток, который обычно используется в зданиях, бытовых приборах, розетках и лампочках.

Типы панелей

Исследования по этому вопросу продвигаются быстро, и уже существуют прозрачные и даже гибкие прототипы для фотоэлектрических солнечных батарей. Но сегодня существует два основных типа этих панелей, которые можно легко идентифицировать визуально. Они включают в себя монокристаллические кремниевые клетки (моно-Si) и поликристаллические кремниевые клетки (мульти-Si).

Проще говоря, эффективность солнечной панели – это процент энергии солнечного света, которую панель преобразует в электрическую энергию на квадратный метр. Монокристаллические солнечные панели более эффективны, достигают от 15 до 20% и изготовлены из одного сверхчистого кристалла – кремния (цилиндрические слитки кремния). Поскольку это более сложный процесс, они также дороже. В случае поликристаллических панелей вместо одного кристалла имеется несколько кристаллов. Его производство дает меньше отходов и дешевле. Поскольку он является более доступным, несмотря на более низкую эффективность, он является наиболее широко используемым типом.

Поскольку эти панели являются важной технологией в области устойчивого развития, несколько стран уже создают стимулы для внедрения более чистой энергетической матрицы. Индустрия стремительно развивается, чтобы сделать панели все более эффективными, компактными, более доступными, устойчивыми и более эффективно встраиваемыми в архитектуру, в которой они находятся. Инвестирование в прикладные исследования неописуемо важно, чтобы все чаще включать эту технологию в повседневную жизнь.