Jak działa system zasilania słonecznego: ogniwa fotowoltaiczne i lustrzane

Spis treści
Ogniwa fotowoltaiczne
Zasada działania
Zalety wytwarzania energii elektrycznej
Funkcje dla wytwarzania energii
Klasyfikacja
Komórki lustrzane
Zasada działania
Zalety wytwarzania energii elektrycznej
Funkcje dla wytwarzania energii
Podsumowanie

Energia słoneczna zyskuje coraz większą popularność jako główne źródło energii elektrycznej lub jako uzupełnienie innych form energii. Aspekt bycia przyjazne dla środowiska uczyniło tę formę zasilania preferowaną przez wielu, szczególnie w tej erze, w której globalne ocieplenie jest ogromnym problemem. Ponadto energia słoneczna jest głównym źródłem zasilania w obszarach oddalonych od głównej sieci energetycznej.

Globalnie, wykorzystanie energii słonecznej wzrasta. Wzrost ten jest napędzany przez rosnące koszty alternatywnych źródeł energii i spadek kosztów instalacji systemów solarnych. W USA energia słoneczna odnotowała ogromny wzrost. Obecnie kraj ten produkuje 97.2 GW mocy w porównaniu do 0.34 GW w 2008 r. Szacuje się, że około 3% domów w USA jest zasilanych energią słoneczną, a liczba ta prawdopodobnie wzrośnie, ponieważ ludzie nadal korzystają z zielonej energii.

Istnieją dwa główne sposoby działania systemów zasilania energią słoneczną: ogniwa fotowoltaiczne i lustrzaneWybór jednej z metod zależy od konkretnych wymagań użytkowników końcowych.

Ogniwa fotowoltaiczne

Jest to najpowszechniej stosowana metoda wytwarzania energii słonecznej. Metoda ta polega na wykorzystaniu ogniw fotowoltaicznych, które są montowane w panelach słonecznych. Ogniwa pochłaniają energię słoneczną i zamieniają ją na energię elektryczną. Wytworzona w ten sposób energia elektryczna może być bezpośrednio wykorzystywana do zasilania urządzeń domowych. Energię można również przechowywać w bateriach do późniejszego wykorzystania, szczególnie w nocy, gdy nie ma światła słonecznego.

Zasada działania

Ogniwa fotowoltaiczne działają poprzez zamianę energii słonecznej na prąd elektryczny. Każdy panel słoneczny składa się z kilku kwadratowych pudełek, z których każde wytwarza od jednego do dwóch watów. Te pudełka są połączone modułami słonecznymi, które zwiększają moc wyjściową wytwarzaną przez poszczególne ogniwa. Ogniwa fotowoltaiczne znajdujące się wewnątrz modułów słonecznych pochłaniają energię słoneczną, a w tym procesie energia zawarta w fotonach światła jest przekazywana do materiału półprzewodnikowego. Proces transferu energii powoduje, że elektrony płyną wewnątrz półprzewodnika w postaci energii elektrycznej. Wytworzona energia elektryczna może być używana bezpośrednio lub może być wprowadzana do krajowej sieci elektroenergetycznej w celu dystrybucji. Dzieje się tak tylko wtedy, gdy energia słoneczna jest produkowana na dużą skalę przy użyciu wielu paneli.

Zalety w wytwarzaniu energii elektrycznej

– Systemy zasilania energią słoneczną można łatwo modernizować w zależności od wzrastające zapotrzebowanie na energię jak również poprawiony status finansowy. Modernizacja systemu wymaga po prostu dodania większej liczby paneli słonecznych i zwiększenia pojemności magazynowe baterii.
– Ogniwa fotowoltaiczne nie wymagają dodatkowej przestrzeni do montażu i można je umieszczać nawet na szczytach budynków.

Funkcje dla wytwarzania energii

Kryształy krzemu

Moduły mocy

ogniwa fotowoltaiczne

Klasyfikacja

Panele słoneczne można podzielić na trzy kategorie w zależności od materiałów użytych do ich produkcji. Kategorie te to panele słoneczne monokrystaliczne, polikrystaliczne i cienkowarstwowe.

Komórki lustrzane

W tym systemie energia słoneczna jest koncentrowana poprzez zastosowanie luster i kierowana do odbiorników. Odbiorniki zbierają tę energię i zamienić to na ciepło. Wytworzoną w ten sposób energię cieplną można wykorzystać do wytwarzania energii elektrycznej lub zmagazynować do późniejszego wykorzystania. Zastosowanie luster do wykorzystać energię słoneczną stosowany jest głównie w dużych elektrowniach.

Zasada działania

Pomysł tego typu systemu generowania energii polega na skupieniu promieni słonecznych w centralnym miejscu, a następnie wykorzystaniu ich do generowania ciepła. W typowym systemie lustra przyjmują kształt paraboliczny, aby poprawić ich zdolność do zbierania i odbijania energii słonecznej do centralnego systemu odbiorczego. System jest zaprojektowany tak, aby zawsze ustawiać lustra względem osi słońca, aby zapewnić im maksymalne nasłonecznienie. Odbita energia jest zbierana przez odbiornik, który przekazuje ciepło do silnika. W silniku energia cieplna jest przekształcana w energię mechaniczną. Poprzez zastosowanie alternatora ta energia mechaniczna jest przekształcana w energię elektryczną.

Zalety wytwarzania energii elektrycznej

– Mają większą zdolność wytwarzania energii elektrycznej.

– Są bardziej wydajne w przypadku produkcji przemysłowej na dużą skalę.

Funkcje dla wytwarzania energii

– Lustra odbijające o kształcie parabolicznym, zwiększające ich zdolność odbijania światła

– Odbiornik do przetwarzania energii słonecznej na ciepło

– Silnik do wytwarzania energii elektrycznej poprzez zamianę energii kinetycznej na energię elektryczną

– Mechanizm obrotowy służący do ustawiania luster względem osi słońca

Podsumowanie

Wykorzystanie energii słonecznej może pomóc w rozwiązaniu problemu zmiany klimatu. Energię słoneczną można pozyskać za pomocą ogniw fotowoltaicznych lub luster. Wybór między dwiema metodami wytwarzania energii zależy głównie od skali.

Panele słoneczne najlepiej nadają się do użytku domowego i można je modernizować w zależności od zwiększonego zapotrzebowania na energię. Lustra można stosować w dużych obiektach komercyjnych, ponieważ mogą generować więcej energii. Niezależnie od zastosowania, najważniejsze jest to, że te dwie metody są czystymi i przyjaznymi dla środowiska źródłami energii.