Изчислете мощността на слънчевите клетки

Всички съвременни енергийни носители не са безкрайни. Резервите от нефт, въглища и дори уранова руда са ограничени и могат да бъдат изчерпани в обозримо бъдеще и само енергията на Слънцето ще бъде с нас, докато Земята съществува. Единственият начин бързо да се превърне светлината в достъпна форма е да се използва слънчеви батерии. Вкъщи, в офиса, в екскурзията, слънчевата енергия е неизчерпаем източник на електроенергия.

Как слънчевата светлина се превръща в електричество?

Методът на преобразуване на енергия е прост - два слоя от различни полупроводници (различни по химичен състав) с прикрепени към тях електроди, гранична зона между тях. Слънчевата светлина "удря" електрони от горния слой, те се вмъкват в долната част и насоченото движение на отрицателно заредените частици е токът.

Схемата е надеждна, но ефективността на слънчевите клетки рядко е повече от 20%, а най-често срещаните фактори на ефективност са 9-11%

Защо директното преобразуване на светлината е толкова неефективно?

Първият "виновен" в това - фотони. Не всеки от тях поставя енергията си в движението на електрони. Частта се отразява от повърхността и излита, поради което е необходимо да се постави анти-отразяващо покритие върху фотоклетките. Най-малко енергия се губи, когато светлината падне под прав ъгъл. Съвременните комплекти батерии автоматично променят местоположението спрямо Слънцето, за да увеличат производството на енергия.

Основната маса и изобщо загрява елемента, ускорявайки движението на атомите, което води до по-интензивно смесване на веществата и растежа на тази много гранична зона между полупроводниците. В резултат на това енергията се губи не само за нищо, но и за вреда - колкото по-голямо е разстоянието между слоевете, толкова по-малко електрони могат да я преодолеят. За да се избегне това, слънчевите панели в горещо време се охлаждат чрез вентилация или хидравлични системи.

Втората "виновна" е сянка. Сянката от Земята намалява ефективността на слънчевите панели в световен смисъл - слънчевата енергия не идва през нощта. Местните сенки - от птици, клони, облаци, слой прах - пречат на работата през деня. Ако някои от фотоклетките, събрани в системата, потъмняват, те не произвеждат електричество, а по-скоро поглъщат енергията, която "съседите" са развили. За да се избегне това, е необходимо да се разграничат елементите - за да се инсталират диоди, като се предотврати навлизането на тока в неизсветените части на батерията.

Къде се използват слънчевите панели?

Какво е слънчева батерия днес:

• независим източник на енергия за микроелектроника, например калкулатори;
• таксуване за домакински уреди - от телефони до таблети;
• допълнителен доставчик на електрическа енергия в отделни сгради, свързани с обща мрежа;
• основен производител в труднодостъпни райони.

Без фотоклетки не може да се направи астронавтика, разнообразие от мобилни комплекси. Като източник на енергия батериите се инсталират на автомобили и кораби.

Инсталирането на слънчеви панели като източник на енергия в домовете на фона на криза на енергийните превозвачи е от интерес за мнозина.

Те имат предимства:

• Те са вечни. Гарантираният живот на търговските панели е 25 години със загуба на производителност от не повече от 5%. Всъщност фотоклетките изобщо не се счупят - нищо! Единственото, което ги заплашва, е механично увреждане.
• Абсолютно автономна. Където има слънчева енергия, батериите ще работят! Без гориво, без сложна поддръжка - внимавайте да не сте затъмнени от прах или отломки.
• Свобода на конфигуриране. Енергийните слънчеви панели могат да се избират за всяка желана мощност, ако има само достатъчно място за инсталиране.

Но всеки разваля противниците:

• Основната причина, която затруднява широкото използване на слънчевата енергия, е високата цена. Обвинявайте за този силиций, който е неразделна част от полупроводниците. Този най-разпространен елемент в света се намира само в замърсена форма и пречистването от примеси е сложна процедура, която по никакъв начин не може да стане по-евтина.
• Ниската производителност, която, съчетана с високи разходи, прави използването на слънчеви панели икономически неизгодно. Теоретичните изчисления казват, че в частна къща батерията ще плати за себе си за 25 години, но на практика тя все още не е успяла на никого.
• Необходимо е да използвате батерии. В допълнение към микроелектрониката, слънчевите клетки използват задвижвания и това е допълнителна цена и допълнително намаляване на ефективността. По същата причина не е възможно да се добавят ползи за околната среда към предимствата на слънчевите панели: производството на батерии за днес е един от най-вредните.

Така се оказва, че слънчевите панели не са най-добрият начин да се използва енергията на Слънцето.

Как иначе използват "горивото на бъдещето"?

На първо място - за отопление.

Почти всяка частна къща има слънчеви колектори за отопление на топла вода. Те са лесни за поддръжка, примитивните опции могат да се извършват сами, а ниската ефективност се компенсира от евтината. Индустриалните слънчеви системи работят целогодишно и въпреки че не могат да се справят с отоплението на цялата сграда, те намаляват консумацията на енергия от други източници.

Слънчевата енергия е неизчерпаема и безкрайна, за да я използва ефективно - истинската задача на човечеството.