Viete, čo sú solárne panely , ako fungujú a ako ich používajú? Vrhnime trochu svetla na túto čistú technológiu na výrobu elektriny bez znečistenia.
Čo sú to solárne panely
Sú to panely určené na získavanie energie zo slnečného žiarenia a na premenu na teplo alebo elektrinu.
Solárny tepelný panel . Keď slúži na premenu slnečných lúčov na teplo, zahreje tekutinu. Používa sa napríklad na ohrev vody v dome alebo vo vykurovacom systéme .
Fotovoltaický solárny panel. Keď priamo premieňa slnečné svetlo na elektrickú energiu, využíva fotovoltaické články čiastočne zložené z polovodičových materiálov. Používa sa napríklad na výrobu energie na spotrebu v dome.
Existujú tiež hybridné panely, ktoré spájajú solárne tepelné so solárnymi fotovoltaikami.
Účinnosť panelov silne závisí na materiáloch, z ktorých sú vyrobené: dosiahne viac ako 25% v prípade, že sú vyrobené z monokryštalického kremíka, oproti 7% panelov zložených z kvantových bodiek.
Ako sa vyrába fotovoltaický panel
Je to plochý modul pozostávajúci zo série fotovoltaických článkov , ktoré sú skutočným elektrickým zariadením, ktoré prostredníctvom fotovoltaického efektu premieňa energiu svetla priamo na elektrinu.
Keď slnečné žiarenie zasiahne bunky, v dôsledku rozdielov v nábojoch sa vytvorí fyzikálna reakcia, ktorá môže vytvoriť elektrické pole na jednosmerný prúd.
Bunky sú tvorené dvoma alebo viacerými vrstvami polovodičového materiálu, jedna pozitívne „dopovaná“ (kremík typu P) s vložením atómov bóru a druhá negatívne „dotovaná“ (kremík typu N) s malým množstvom fosfor. Uvedením týchto dvoch vrstiev do kontaktu sa získa spojenie PN.
Keď sa elektrón pohybuje z jedného kryštálu na druhý, môže sa vytvoriť „diera“, ktorá sa správa ako pozitívny náboj.
Elektrón a „diera“ unikajú z každej strany tohto PN spojenia (elektróny smerujú k N a diery smerom k P), čím sa vytvára potenciálny rozdiel (merané vo voltoch). Preto fotovoltaický článok produkuje jednosmerný prúd .
Definícia fotovoltaického článku
Je to zariadenie, ktoré premieňa energiu svetla na elektrickú energiu . Používa princíp fotoelektrického efektu, pri ktorom dopadajúci fotón (svetlo) môže oddeliť elektrón od atómu.
Rôzne typy použitých polovodičov
Existujú rôzne typy procesov výroby fotovoltaických článkov a elektriny, ale kremík zostáva najpoužívanejším polovodičovým materiálom. Jeho výkon sa meria na základe účinnosti , čo je percentuálny podiel svetelnej energie skutočne premenenej na elektrickú energiu .
V paneloch, ktoré sú v súčasnosti na trhu, sa používajú polovodiče, od najlacnejších po najdrahšie:
- amorfný kremík (účinnosť 8%)
- polykryštalický kremík (16 - 18%)
- polykryštalický kremík (19-21%)
Využitie solárnych panelov
Dnes sa používajú hlavne na dodávku energie pre satelity, na použitie v domácnosti alebo v priemysle, na malé každodenné použitie, do solárnych elektrární a na niektoré dopravné prostriedky. Projekty veľkého využitia v budúcnosti sa týkajú najmä dopravy a veľkých solárnych elektrární, v ktorých je slnko hojné.
V každodennom živote
Tieto satelity vyžadujú energiu a nemôže byť pripojený do káblovej Zemi, takže potrebujú svoj vlastný zdroj energie byť sebestačný. Riešením je ich napájanie solárnymi panelmi, pretože ťažia z dobrého slnečného žiarenia. Akonáhle sú na obežnej dráhe, majú nízku energetickú náročnosť.
Na použitie v domácnosti sa panely inštalujú na strechy domov, aby mali vlastnú výrobu energie. Aj keď sa náklady na inštaláciu môžu zdať vysoké, tento obnoviteľný zdroj sa z dlhodobého hľadiska stáva ziskovým a prináša značné úspory.
Niektoré predmety každodenného života sú elektrické , takže namontovaním malých panelov, napríklad pouličných svietidiel, sa stávajú sebestačné.
Panely sa používajú pre veľké solárne elektrárne, ktoré poskytujú zdroj čistej energie pre stovky tisíc domácností.
V doprave
Využitie fotovoltaiky v doprave je stále vzácne, existujú iba prototypy lietadiel, lodí a vlakov, ktoré používajú fotovoltaickej energie.
Solárne vozidlo sa v súčasnosti študuje a pracuje sa na jeho aerodynamike, jeho schopnosti zachytávať energiu zo slnka, ukladať ju pomocou batérií a efektívne ju využívať na pohon motora.
Testujú sa aj solárne člny, ktoré sú vybavené sklopnými fotovoltaickými panelmi ako plachta a sú vyrobené z veľmi ľahkých materiálov s vysoko rozvinutou aerodynamikou. Existuje už niekoľko prototypov katamaránov kombinujúcich veternú a slnečnú energiu uložených v mnohých batériách.
Niektoré lietadlá už dokázali lietať iba pomocou slnečnej energie, napríklad solárneho impulzu, ale vždy cestovali prázdne, prepravovali ľudí a tovar. Vedci však stále pracujú na zlepšení týchto lietadiel a na tom, aby sa z nich jeden deň stali bežným prostriedkom pohonu.
V budúcnosti
Projekty na použitie fotovoltaiky sa zameriavajú na zníženie výrobných nákladov , aby bol nákup panelov pohodlný. Študujú sa aj nové materiály na zlepšenie výnosu a výkonnosti.
Študuje sa aj použitie fotovoltaických panelov v oblasti infraštruktúr, napríklad parkoviská vybavené prístreškami, ktoré montujú fotovoltaické panely, ktoré vyrábajú elektrinu pre svoju správu.
Solárne panely sú skutočnou revolúciou
Keby sme museli urobiť analógiu, solárne panely sú pre 21. storočie tým, čím bolo auto pre 20. storočie.
Tieto vozidlá majú úplne revolúcii kvalitu nášho života , takže je ľahšie pre diaľkové cesty, meniace sa rodinné rozpočty a uľahčuje nielen vzťahy medzi ľuďmi, ale aj vo svete podnikania.
Zavedenie automobilov však so sebou prinieslo veľký problém, a to znečistenie výfukových plynov a hluk , vzhľadom na neprimerané množstvo áut, ktoré jazdia na našich cestách.
Dokonca aj solárne panely začínajú pomalú procesnú transformáciu spoločnosti, podporujú filozofiu čistej energie a zvyšujú citlivosť obyvateľstva na dôležité problémy, ako je globálne otepľovanie.
Rovnako ako pri každom uvedení na trh inovatívnych produktov, náklady sú spočiatku vždy dosť vysoké, takže k nákupu sa môže dostať iba niekoľko segmentov obyvateľstva. Našťastie v priebehu rokov väčšie rozšírenie na trhu umožnilo prudký pokles cien, čo umožnilo väčšiemu počtu ľudí prejsť na trh s obnoviteľnými zdrojmi a tiež začať šetriť účty za elektrinu.
Počiatočné náklady vrátane inštalácie sa časom skutočne znižujú: odborníci vyhlasujú, že v priebehu niekoľkých rokov je možné náklady amortizovať aj vzhľadom na možnosť ďalšieho predaja vyrobenej energie .
Stále sme ďaleko od údajov z iných krajín, v ktorých je to rovnaká štátna politika, ktorá podporuje prechod na obnoviteľné zdroje energie, ale niečo sa začína aj v Taliansku.
Solárna energia je čistá, bezpečná, ale predovšetkým bezplatná , ktorá sa začína primerane využívať, sa stala nevyhnutnosťou, ak chceme chrániť našu planétu.
Iné nápady
Ak sa chcete dozvedieť viac, prečítajte si tiež:
- Solárne panely s väčšou kapacitou vďaka novému karafiátu
- V Indii kanály pokryté solárnymi panelmi
- Prichádzajú priehľadné solárne panely
- IKEA prichádza na trh so solárnymi panelmi pre domácnosť