Hva er prinsippet for solenergiproduksjon?
Feb 10, 2023
Ettersom typene solceller fortsetter å øke, blir bruksområdet stadig bredere, og markedsskalaen utvides gradvis. I de tidlige dagene, bruken avsolenergiproduksjonble hovedsakelig brukt i militære og romfartsfelt. For tiden har solenergi gått inn i industri-, kommersiell-, landbruks-, kommunikasjons-, husholdningsapparater og verktøy. Solenergiapplikasjoner er delt inn i flere områder: små solenergianlegg for hjemmebruk, store netttilkoblede kraftverk, bygningsintegrerte solcelleglassgardinvegger, solcellegatelys, komplementære gatelys for vind og sol, komplementære strømforsyningssystemer for vind og sol. , for eksempel: solenergi hagelys; solenergi brukersystemer; spesielt uavhengige systemer for landsbystrømforsyning, som kan brukes i avsidesliggende områder, fjell, ørkener, øyer og landlige områder for å spare kostbare overføringslinjer; og fotovoltaiske vannpumper (drikkevann eller vanning); kommunikasjon strømforsyning; oljerørledning katodisk beskyttelse; fiberoptisk kommunikasjon stasjon strømforsyning; sjøvann desalination system; veiskilt i byer; motorveiskilt osv.
Solenergiproduksjon oppnås ved å bruke solenergi og de elektroniske egenskapene til halvledermaterialer for å generere elektrisitet.
1. Prinsippet for solenergigenerering (fotovoltaisk kraftproduksjon): sollys som skinner på halvleder-pn-krysset, dannelse av nye hull-elektron-par, i pn-krysset elektrisk felt, hull fra n-regionen til p-regionen, elektroner fra p-regionen til n-regionen, er kretsen koblet til dannelsen av strøm. Dette er arbeidsprinsippet for solcelle med fotoelektrisk effekt. (Som vist på figuren:)
2. Solenergi to måter: den ene er lys-varme-elektrisitet konverteringsmetoden, den andre er lys-elektrisitet direkte konverteringsmetoden.
A. Lys-termisk-elektrisitet konverteringsmetode: Ved å bruke den termiske energien generert av solstråling for å generere elektrisitet, vanligvis av solfangere for å konvertere den absorberte termiske energien til damp av arbeidsmassen, og deretter drive turbinen for å generere elektrisitet. Den førstnevnte prosessen er lys-til-varme-konverteringsprosessen; sistnevnte prosess er varme-til-elektrisitet konverteringsprosessen, det samme som vanlig termisk kraftproduksjon.
B. Direkte lys - elektrisitet konvertering metode (fotovoltaisk kraftproduksjon): bruk av fotoelektrisk effekt, solstråling energi direkte til elektrisitet. Den grunnleggende enheten for lys - elektrisitetskonvertering er solcellen.
Solceller er en direkte konvertering av solenergi til elektrisk energi på grunn av den fotovoltaiske effekten, er en halvleder fotodiode. Når sollyset skinner på fotodioden, gjør fotodioden solens lysenergi om til elektrisk energi (se figur). Dette er enkelt å implementere og mindre kostbart, og har vært mye brukt.
Materialer som kan produsere fotovoltaisk effekt: monokrystallinsk silisium, polykrystallinsk silisium, amorft silisium, galliumarsenid, kobberindiumselenid, etc. Krystallinsk silisium av P-type dopes med fosfor for å oppnå N-type silisium, og danner et PN-kryss. Krystallinsk silisium er det grunnleggende cellematerialet, og solceller fremstilt med krystallinske silisiummaterialer inkluderer hovedsakelig: monokrystallinske silisiumsolceller, støpte polykrystallinske silisiumsolceller, amorfe silisiumsolceller og tynnfilmkrystallinske silisiumceller. Monokrystallinske silisiumceller har egenskapene til høy cellekonverteringseffektivitet og god stabilitet, men kostnadene er høye; amorfe silisium solceller har egenskapene til høy produksjonseffektivitet og lave kostnader, men konverteringseffektiviteten er lav og effektiviteten avtar relativt raskt; støping av polykrystallinske silisiumsolceller har stabil konverteringseffektivitet og høyeste ytelse til prisforhold; tynnfilm krystallinske silisiumsolceller er i forsknings- og utviklingsstadiet. Silisium-serien solceller, monokrystallinsk silisium og polykrystallinsk silisium fortsetter å dominere PV-markedet, andelen monokrystallinsk silisium og polykrystallinsk silisium har oversteget 80 prosent.
Produksjonsprosessen for solceller kan grovt deles inn i fem trinn: renseprosessen, stavtrekkeprosessen, skjæreprosessen, celleproduksjonsprosessen og pakkeprosessen.
Prosessen med solenergiproduksjon.
Ta nå krystallen som et eksempel for å beskrive prosessen med lysgenerering. Når lys skinner på overflaten av solcellen, absorberes en del av fotonene av silisiummaterialet; energien til fotonene overføres til silisiumatomene, noe som fører til at elektronoverganger oppstår, og de frie elektronene grupperer seg på begge sider av PN-krysset for å danne en potensialforskjell, og når kretsen kobles eksternt, vil en strøm flyte gjennom ekstern krets for å produsere en viss utgangseffekt under påvirkning av spenningen. Når mange celler er koblet i serie eller parallelt, kan det dannes en solcellearray med stor utgangseffekt.
