- Cum se transformă soarele în electricitate?
- De ce este atât de ineficientă conversia directă a luminii?
- Unde sunt folosite panourile solare?
- Cum altfel folosesc "combustibilul viitorului"?
Toți transportatorii de energie moderni nu sunt infinitați. Rezervele de minereu de petrol, cărbune și chiar minereu de uraniu sunt limitate și pot fi epuizate în viitorul apropiat și numai energia soarelui va fi cu noi atâta timp cât există Pământul. Singura modalitate de a converti ușor lumina într-o formă accesibilă este utilizarea panourilor solare. Acasă, în birou, în plimbare, energia solară este o sursă inepuizabilă de energie electrică.
Cum se transformă soarele în electricitate?
Metoda de conversie a energiei este simplă - două straturi de semiconductori diferiți (diferiți în compoziția chimică) cu electrozi atașați la ele, o zonă de graniță între ele. Lumina soarelui "bate" electroni din stratul superior, ele alunecă în jos, iar mișcarea direcționată a particulelor încărcate negativ este curentul.
Schema este fiabilă, dar eficiența celulelor solare este rareori mai mare de 20%, iar cele mai obișnuite au un factor de eficiență de 9-11%
De ce este atât de ineficientă conversia directă a luminii?
Primul "vinovat" în acest foton. Nu toată lumea își pune energia în mișcarea electronilor. Partea este reflectată de pe suprafață și zboară, de aceea este necesar să se pună o acoperire antireflexie pe fotocelule. Cea mai mică energie se pierde atunci când lumina cade într-un unghi drept. Seturile moderne de baterii modifică automat locația în raport cu Soarele pentru a crește producția de energie.
Masa principală și la toate încălzește elementul, accelerând mișcarea atomilor, ceea ce conduce la o amestecare mai intensă a substanțelor și la creșterea acelei zone de graniță între semiconductori. Ca urmare, energia este irosită nu numai pentru nimic, ci și pentru rău - cu cât distanța dintre straturi este mai mare, cu atât mai puțini electroni îl pot depăși. Pentru a evita acest lucru, panourile solare în vreme caldă sunt răcite de sisteme de ventilație sau hidraulice.
Al doilea "vinovat" este o umbră. Umbra de pe Pământ reduce eficiența panourilor solare într-un sens global - energia solară nu vine noaptea. Umbrele locale - de la păsări, ramuri, nori, un strat de praf - interferează cu munca în timpul zilei. Dacă unele dintre fotocelulele colectate în sistem sunt întunecate, ele nu produc electricitate, ci absorb energia pe care o au "vecinii". Pentru a evita acest lucru, este necesar să se facă distincția între elemente - pentru a instala diodele, împiedicând curentul să intre în părțile nealterate ale bateriei.
Unde sunt folosite panourile solare?
Ce este o baterie solară astăzi:
Fără fotocelule nu se poate face astronautica, o varietate de complexe mobile. Ca sursă de energie, bateriile sunt instalate pe mașini și nave.
Instalarea panourilor solare ca sursă de energie în case pe fundalul unei crize a transportatorilor de energie este de interes pentru mulți.
Ei au avantaje:
- Ei sunt veșnici. Viața garantată a panourilor comerciale este de 25 de ani, cu o pierdere de productivitate de cel mult 5%. De fapt, fotocelulele nu se rupe deloc - nimic! Singurul lucru care le amenință este daunele mecanice.
- Absolut autonomă. Oriunde există energie solară, bateriile vor funcționa! Fără combustibil, fără întreținere complicată - aveți grijă să nu fiți ascunși de praf sau resturi.
- Libertatea de configurare. Panourile solare de energie pot fi formate pentru orice putere dorită, dacă există doar suficient spațiu pentru instalare.
Dar toată lumea strică contra:
- Principalul motiv care împiedică utilizarea pe scară largă a energiei solare este costul ridicat. Vinați pentru acest siliciu, care face parte integrantă din semiconductori. Cel mai obișnuit element din lume se găsește numai într-o formă poluată, iar purificarea de impurități este o procedură complicată care nu poate fi făcută în niciun fel mai ieftină.
- Productivitatea scăzută, care, împreună cu costurile ridicate, face utilizarea panourilor solare economic neprofitabile. Calculele teoretice spun că într-o casă privată bateria se va plăti pentru sine în 25 de ani, dar în practică încă nu a reușit nimănui.
- Aveți nevoie de baterii. În plus față de microelectronică, celulele solare utilizează unități, ceea ce reprezintă un cost suplimentar și o reducere suplimentară a eficienței. Din același motiv, nu este posibil să se adauge beneficii ecologice la avantajele panourilor solare: producția de baterii pentru astăzi este una dintre cele mai dăunătoare.
Deci, se pare că panourile solare nu sunt cel mai bun mod de a folosi energia soarelui.
Cum altfel folosesc "combustibilul viitorului"?
Mai întâi de toate - pentru încălzire.
Aproape toate casele private au colectoare solare pentru încălzirea apei calde. Ele sunt ușor de întreținut, opțiunile primitive se pot face singure, iar eficiența scăzută este compensată de ieftinitate. Sistemele solare industriale funcționează pe tot parcursul anului și, deși nu pot face față încălzirii întregii clădiri, ele reduc consumul de energie din alte surse.
Energia solară este inepuizabilă și infinită, pentru ao folosi efectiv - sarcina reală a omenirii.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: