Ali veste, kaj so sončni paneli , kako delujejo in kako jih uporabljati? Osvetlimo to čisto tehnologijo za proizvodnjo električne energije brez onesnaževanja.
Kaj so sončni paneli
So paneli, zasnovani tako, da pridobivajo energijo iz sončnega sevanja in jo pretvorijo v toploto ali elektriko.
Sončna termalna plošča . Ko služi za pretvorbo sončnih žarkov v toploto, segreva tekočino. Uporablja se na primer za ogrevanje vode v hiši ali ogrevalnem sistemu .
Fotovoltaična sončna plošča. Ko direktno pretvori sončno svetlobo v električno energijo z uporabo fotovoltaičnih celic, delno sestavljenih iz polprevodniških materialov. Uporablja se na primer za proizvodnjo energije, ki jo je mogoče porabiti v hiši.
Obstajajo tudi hibridni paneli, ki spajajo sončno toploto s sončno fotovoltaiko.
Učinkovitost plošč je močno odvisna od materialov, iz katerih so izdelane: ne doseže več kot 25%, če so narejeni iz monokristalni silicij, proti 7% za plošče, sestavljene iz kvantnih pik.
Kako je narejena fotovoltaična plošča
To je ploščati modul, sestavljen iz serije fotonapetostnih celic , ki so prava električna naprava, ki s pomočjo fotovoltaičnega učinka pretvori energijo svetlobe neposredno v električno energijo.
Ko sončna svetloba zadene celice, zaradi razlik v nabojih nastane fizična reakcija, ki lahko ustvari električno polje enosmernega toka.
Celice tvorijo dve ali več plasti polprevodniškega materiala, ena je pozitivno dopirana (silicij tipa P) z vstavitvijo atomov bora in druga negativno dopirana (silicij tipa N) z majhnimi količinami fosfor. S stikom obeh plasti dobimo PN stičišče.
Ko se elektron premika iz enega kristala v drugega, se lahko tvori "luknja", ki deluje kot pozitiven naboj.
Elektroni in 'luknja' pobegnejo z vsake strani tega PN stičišča (elektroni gredo proti N in luknje proti P), kar ustvarja potencialno razliko (merjeno v voltih). Zato fotovoltaična celica proizvaja enosmerni tok .
Opredelitev fotovoltaične celice
Gre za napravo, ki energijo svetlobe pretvori v električno . Uporablja princip fotoelektričnega učinka, s katerim lahko incidentni foton (svetloba) loči elektron od atoma.
Različne vrste uporabljenih polprevodnikov
Obstajajo različne vrste fotonapetostnih celic in procesov proizvodnje električne energije, vendar je silicij še vedno najbolj uporabljen polprevodniški material. Njegova učinkovitost se meri na podlagi učinkovitosti , ki je odstotek svetlobne energije, ki je dejansko pretvorjena v električno .
Na ploščah, ki so trenutno na trgu, se uporabljajo polprevodniki, od najcenejših do najdražjih:
- amorfni silicij (izkoristek 8%)
- polikristalni silicij (16-18%)
- polikristalni silicij (19-21%)
Uporaba sončnih panelov
Danes se večinoma uporabljajo za dobavo energije satelitom, za domačo ali industrijsko uporabo, za majhne pripomočke vsakodnevne uporabe, za sončne elektrarne in za nekatera prevozna sredstva. Večji projekti uporabe v prihodnosti zadevajo predvsem promet in velike sončne elektrarne, kjer je sonca v izobilju.
V vsakdanjem življenju
V sateliti potrebujejo energijo in ne more biti priključeni na kabelsko Zemljo, zato so morali svoj vir energije, ki je samozadostna. Rešitev je, da jih napajate s sončnimi paneli, saj koristijo dobri izpostavljenosti soncu. Poleg tega imajo nizko porabo energije v orbiti.
Za domačo uporabo so na strehah hiš nameščene plošče za zasebno proizvodnjo energije. Čeprav se stroški namestitve morda zdijo visoki, ta obnovljivi vir dolgoročno postane donosen, kar prinese velike prihranke.
Nekateri predmeti vsakdanjega življenja so električni , zato z vgradnjo majhnih plošč, na primer ulične svetilke, postanejo samozadostne.
Plošče se uporabljajo za velike sončne elektrarne, ki zagotavljajo vir čiste energije za več sto tisoč domov.
V prometu
Uporaba fotovoltaike v prometu je še vedno redki, obstajajo samo prototipi letal, ladij in vlakov, ki uporabljajo fotovoltaične energije.
Sončni avtomobil trenutno preučujemo, dela pa se na aerodinamiki avtomobila, njegovi sposobnosti zajemanja energije iz sonca, shranjevanju z baterijami in učinkoviti uporabi za pogon svojega motorja.
Preizkušajo se tudi sončni čolni , opremljeni z zložljivimi fotovoltaičnimi paneli, kot jadro, in izdelani iz zelo lahkih materialov, z zelo razvito aerodinamiko. Obstaja že nekaj prototipov katamaranov, ki združujejo vetrno in sončno energijo, shranjene v številnih baterijah.
Nekaterim letalom je že uspelo leteti s samo sončno energijo, na primer Sončni impulz, vendar so vedno potovali prazni, ne da bi prevozili ne ljudi ne blaga. Vendar raziskovalci še vedno delajo na tem, da bi izboljšali ta letala in jih nekega dne postali pogonska sredstva.
V prihodnosti
Projekti za uporabo fotovoltaike se osredotočajo na zmanjšanje proizvodnih stroškov, da bi bil nakup plošč naravnost udoben. Prav tako se preučujejo novi materiali za izboljšanje donosa in učinkovitosti.
Prav tako se preučuje uporaba fotonapetostnih plošč na področju infrastrukture, na primer parkirišča, opremljena z zaklonišči, na katerih so nameščeni fotovoltaični paneli, ki proizvajajo električno energijo za njihovo upravljanje.
Sončni paneli so prava revolucija
Če bi morali narediti analogijo, so sončni paneli za 21. stoletje tisto, kar je bil avtomobil za 20. stoletje.
Za avtomobile so revolucionarno kakovost našega življenja , zaradi česar je lažje za potovanja na dolge razdalje, spreminjajoče se družinske proračune in olajšati ne le odnose med ljudmi, ampak tudi v poslovnem svetu.
Vendar pa je uvedba avtomobilov prinesla velik problem, kot onesnaževanje izpušnih plinov in hrup zaradi nesorazmerne količine avtomobilov, ki krožijo po naših cestah.
Tudi sončne plošče začenjajo počasen proces preobrazbe družbe, spodbujajo filozofijo čiste energije in preobčutljivost prebivalstva na pomembna vprašanja , kot je globalno segrevanje.
Kot pri vsakem lansiranju inovativnih izdelkov so tudi na začetku stroški vedno visoki, tako da se lahko le nekaj segmentov prebivalstva približa nakupu. Na srečo je z leti večja razpršenost na trgu omogočila močno znižanje cen, kar je omogočilo večjemu številu ljudi, da se preusmerijo na trg obnovljivih virov in začnejo varčevati tudi pri računih za električno energijo.
Začetni stroški, vključno z namestitvijo, se dejansko sčasoma zmanjšajo: strokovnjaki izjavljajo, da je mogoče v nekaj letih amortizirati stroške, upoštevajoč tudi možnost nadaljnje prodaje proizvedene energije .
Še vedno smo daleč od številnih drugih držav, kjer gre za isto državno politiko, ki spodbuja prehod na obnovljive vire energije, vendar se nekaj začne začeti tudi v Italiji.
Sončna energija je čista, varna, predvsem pa brezplačna , njeno začetek ustreznega izkoriščanja je postala nuja, če želimo varovati naš planet.
Druge ideje
Če želite izvedeti več, preberite tudi:
- Sončne plošče z večjo zmogljivostjo zahvaljujoč novemu nageljnemu materialu
- V Indiji so kanali, ki jih pokrivajo sončni paneli
- Prihajajo prozorni sončni paneli
- IKEA se začenja na trgu sončnih panelov za dom