Aujourd'hui, le monde entier est confronté au problème de l'énergie, à l'épuisement progressif des énergies traditionnelles, associé à la pollution de l'énergie traditionnelle par l'environnement, le développement de nouvelles énergies est devenu une question urgente. Protection de l'environnement des nouvelles énergies de plus en plus attention, l'énergie solaire est une nouvelle énergie inépuisable, mais aussi une sorte d'énergie de protection de l'environnement, presque zéro pollution. Maintenant que les cellules solaires ont été utilisées dans de nombreux endroits, la petite série suivante présentera le principe de fonctionnement des panneaux solaires.
Présentation du panneau solaire
Les panneaux solaires sont un dispositif qui convertit directement ou indirectement l'énergie rayonnante du soleil en énergie électrique grâce à l'effet photoélectrique ou à l'effet photochimique en absorbant la lumière du soleil. Il s’agit principalement d’un type électromagnétique qui utilise l’énergie de la lumière solaire pour produire de l’électricité. Habituellement, le principal matériau de production de panneaux solaires est le silicium, mais en raison de son coût de production trop élevé, il n'a pas pu jusqu'à présent être largement utilisé. Cependant, par rapport à d'autres produits de batterie, les panneaux solaires sont plus économes en énergie et plus respectueux de l'environnement, et je pense qu'ils seront popularisés à l'avenir.
Principe du panneau solaire
Les panneaux solaires sont un appareil efficace qui réagit à la lumière et peut convertir l’énergie lumineuse en électricité. Il existe de nombreux types de matériaux qui peuvent produire un effet photovoltaïque, tels que le silicium monocristallin, le polysilicium, le silicium amorphe, l'arséniure de gallium, le séléniure de cuivre et d'indium, etc., le principe de production d'énergie de divers matériaux est fondamentalement le même, ici, prenons le silicium cristallin comme à titre d'exemple, décrivez le processus principal des panneaux solaires. Le silicium cristallin de type P est dopé au phosphore pour obtenir du silicium de type N et former une jonction PN.
Lorsque la lumière atteint la surface de base du panneau solaire, certains photons sont absorbés par le matériau en silicium ; L'énergie du photon est transférée à l'atome de silicium, de sorte que les électrons deviennent des électrons libres et que la différence de potentiel est collectée des deux côtés de la jonction PN. Lorsque le circuit est connecté à l'extérieur, sous l'action de cette tension, un courant circulera à travers le circuit externe, produisant ainsi une certaine puissance de sortie. L’essence de ce processus est la conversion de l’énergie photonique en énergie électrique.
Les panneaux solaires sont un moyen important d'utilisation humaine de l'énergie solaire, sa production d'énergie se fait généralement de deux manières, l'une est le mode de conversion lumière-chaleur-électricité, l'autre est le mode de conversion directe lumière-électricité. Jetons un coup d'œil à ces deux façons de produire de l'électricité.
1, méthode de conversion lumière-chaleur-électricité : est l'utilisation du rayonnement solaire généré par la chaleur d'un processus de production d'électricité, c'est généralement par le collecteur solaire qu'absorbera la chaleur dans la vapeur du milieu de travail, puis entraînera la puissance de la turbine génération. Le premier processus est le processus de conversion lumière-chaleur, et le second processus est le processus de conversion chaleur-électricité, qui est le même que la production d’énergie thermique ordinaire.
2, mode de conversion directe lumière-électricité : utilisation de l’effet photoélectrique pour convertir directement le rayonnement solaire en électricité, le dispositif de base étant des panneaux solaires. Les panneaux solaires utilisent l'effet photovoltaïque et la conversion directe de l'énergie solaire en équipement d'énergie électrique, appartiennent à la photodiode à semi-conducteur, lorsque le soleil brille sur la photodiode, la photodiode transformera la lumière solaire en énergie électrique, ce qui entraînera du courant. Lorsque plusieurs panneaux solaires sont connectés en série ou en parallèle, cela peut devenir un réseau de cellules solaires avec une puissance de sortie plus importante.
La production d'énergie thermique par panneaux solaires présente les inconvénients d'un faible rendement et d'un coût élevé, et on estime que l'investissement est au moins 5 à 10 fois plus coûteux que les centrales thermiques ordinaires. Une centrale solaire thermique de 1 000 MW nécessite un investissement de 2 à 2,5 milliards de dollars américains, et l'investissement moyen pour 1 kW est de 2 000 à 2 500 dollars américains. Par conséquent, les panneaux solaires ne conviennent que pour des occasions spéciales à petite échelle et leur utilisation à grande échelle est extrêmement peu rentable du point de vue actuel et ne peut donc pas rivaliser avec les centrales thermiques ou nucléaires ordinaires.
Bien que l'énergie solaire soit une énergie très respectueuse de l'environnement, les cellules solaires sont également un bon moyen d'économiser de l'énergie, mais en termes de technologie actuelle, le coût de production des cellules solaires est encore relativement élevé, elle n'a donc pas été popularisée. Cependant, l'application d'énergies propres sera une tendance inévitable et l'énergie solaire est presque sans pollution. Que ce soit du point de vue énergétique ou du point de vue de la protection de l'environnement, le développement de l'énergie solaire sera une question qui devra être vigoureusement développée. à l'avenir. Peut-être que dans un avenir proche, nous aurons des cellules solaires dans nos maisons.