Most az egész világ szembesül az energia problémájával, a hagyományos energia fokozatos kimerülésével, a hagyományos energia környezetszennyezésével párosulva, az új energia fejlesztése sürgető üggyé vált. Környezetvédelem új energia egyre nagyobb figyelmet, a napenergia egy kimeríthetetlen új energia, hanem egyfajta környezetvédelmi energia, szinte nulla szennyezés. Most, hogy sok helyen alkalmazták a napelemeket, a következő kis sorozatok bemutatják a napelemek működési elvét.
Napelem bemutatás
A napelemek olyan eszközök, amelyek közvetlenül vagy közvetve alakítják át a nap sugárzó energiáját elektromos energiává a napfény elnyelésével fotoelektromos vagy fotokémiai hatás révén. Főleg elektromágneses típus, amely a napfény energiáját használja fel elektromos áram előállítására. A napelemek fő gyártási anyaga általában a szilícium, de a túl magas előállítási költség miatt eddig nem sikerült széles körben alkalmazni. Más akkumulátoros termékekhez képest azonban a napelemek energiahatékonyabbak és környezetbarátabbak, és úgy gondolom, hogy a jövőben népszerűsíteni fogják őket.
A napelem elve
A napelemek hatékony eszközök, amelyek reagálnak a fényre, és képesek a fényenergiát elektromos árammá alakítani. Sokféle anyag létezik, amelyek fotovoltaikus hatást válthatnak ki, mint például a monokristályos szilícium, poliszilícium, amorf szilícium, gallium-arzenid, indium-réz-szelenid stb., a különböző anyagok energiatermelési elve alapvetően ugyanaz, itt vegyük a kristályos szilíciumot. egy példa, írja le a napelemek elvi folyamatát. A P-típusú kristályos szilíciumot foszforral adalékolják, hogy N-típusú szilíciumot kapjanak, és PN csomópontot képezzenek.
Amikor fény éri a napelem alapfelületét, a fotonok egy részét elnyeli a szilícium anyag; A foton energiája átkerül a szilícium atomra, így az elektronok szabad elektronokká válnak, és a potenciálkülönbség a PN átmenet mindkét oldalán összegyűlik. Ha az áramkört kívülről csatlakoztatják, ennek a feszültségnek a hatására áram fog átfolyni a külső áramkörön, így bizonyos kimeneti teljesítményt hoz létre. Ennek a folyamatnak a lényege, hogy a fotonenergiát elektromos energiává alakítják.
A napelemek a napenergia emberi felhasználásának fontos eszközei, áramtermelésének általában két módja van, az egyik a fény-hő-villam konverziós mód, a másik a fény-villam direkt konverziós mód. Vessünk egy pillantást a villamosenergia-termelés e két módjára.
1, fény-hő-elektromosság konverziós módszer: az energiatermelési folyamat hője által generált napsugárzás felhasználása, általában a napkollektor abszorbeálja a hőt a munkaközeg gőzébe, majd hajtja meg a turbina teljesítményét generáció. Az előbbi folyamat a fény-hő konverziós folyamat, az utóbbi pedig a hő-elektromosság átalakítási eljárás, amely megegyezik a hagyományos hőenergia-termeléssel.
2, fény-villamos közvetlen konverziós mód: fotoelektromos effektus használata a napsugárzás elektromos árammá történő közvetlen átalakítására, az alapeszköz a napelemek. A napelemek a fotovoltaikus hatás felhasználása és a napenergia közvetlen átalakítása elektromos energia berendezésekké, a félvezető fotodiódához tartozik, amikor a nap rásüt a fotodiódára, a fotodióda a napfényt elektromos energiává alakítja, ami áramot eredményez. Ha több napelem panel van sorba vagy párhuzamosan csatlakoztatva, akkor nagyobb kimenő teljesítménnyel rendelkező napelemsor válhat belőle.
A napelemes hőenergia-termelés hátránya az alacsony hatásfok és a magas költségek, és a becslések szerint a beruházás legalább 5-10-szer drágább, mint a hagyományos hőerőműveké. Egy 1000 MW-os napelemes hőerőmű 2-2,5 milliárd dollár befektetést igényel, az átlagos 1 kW-os beruházás pedig 2000-2500 dollár. Ezért a napelemek csak kisüzemi különleges alkalmakra alkalmasak, a nagyüzemi felhasználás pedig a jelenlegi szempontból rendkívül gazdaságtalan, így nem tudja felvenni a versenyt a hagyományos hő- vagy atomerőművekkel.
A napenergia ugyan nagyon környezetbarát energia, de a napelemek is jó mód az energiatakarékosságra, de a jelenlegi technológiát tekintve a napelemek előállítási költsége még mindig viszonylag magas, ezért nem lett népszerű. A tiszta energia alkalmazása azonban elkerülhetetlen trend lesz, a napenergia pedig szinte szennyezésmentes, akár energetikai, akár környezetvédelmi szempontból a napenergia fejlesztése erőteljes fejlesztésre szoruló kérdés lesz. a jövőben. Talán a közeljövőben napelemek lesznek otthonainkban.