Quyosh energiyasini ishlab chiqarish printsipi nima?
Feb 10, 2023
Quyosh xujayralarining turlari o'sishda davom etar ekan, dastur doirasi tobora kengayib bormoqda va bozor miqyosi asta-sekin kengayib bormoqda. Dastlabki kunlarda foydalanishquyosh energiyasi ishlab chiqarishasosan harbiy va aerokosmik sohalarda ishlatilgan. Hozirgi vaqtda quyosh energiyasi sanoat, savdo, qishloq xo'jaligi, aloqa, maishiy texnika va kommunal sohalarga kirib keldi. Quyosh energiyasini qo'llash bir nechta sohalarga bo'linadi: uyda foydalanish uchun kichik quyosh elektr stantsiyalari, yirik tarmoqqa ulangan elektr stantsiyalari, binoga o'rnatilgan fotovoltaik shisha pardalar devorlari, quyosh ko'cha chiroqlari, shamol va quyosh qo'shimcha ko'cha chiroqlari, shamol va quyosh qo'shimcha elektr ta'minoti tizimlari , masalan: quyosh bog 'chiroqlari; quyosh energiyasidan foydalanuvchi tizimlari; ayniqsa qishloq elektr ta'minoti uchun mustaqil tizimlar, ular uzoq hududlarda, tog'lar, cho'llar, orollar va qishloq joylarida qimmat elektr uzatish liniyalarini tejash uchun ishlatilishi mumkin; va fotovoltaik suv nasoslari (ichimlik suvi yoki sug'orish); aloqa quvvat manbai; neft quvurlarini katodli himoya qilish; optik tolali aloqa stantsiyasining elektr ta'minoti; dengiz suvini tuzsizlantirish tizimi; shaharlarda yo'l belgilari; avtomobil yo'l belgilari va boshqalar.
Quyosh energiyasini ishlab chiqarish quyosh energiyasidan va elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun yarimo'tkazgich materiallarining elektron xususiyatlaridan foydalanish orqali erishiladi.
1. Quyosh energiyasini ishlab chiqarish printsipi (fotovoltaik energiya ishlab chiqarish): yarimo'tkazgich pn o'tish joyida porlayotgan quyosh nuri, yangi teshik-elektron juftlarining hosil bo'lishi, pn o'tish joyida elektr maydoni, n mintaqadan p mintaqasiga teshiklar, elektronlar. p hududi n mintaqaga, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan oqim hosil bo'lishiga bog'liq. Bu fotoelektr effektli quyosh batareyasining ishlash printsipi. (rasmda ko'rsatilganidek :)
2. Quyosh energiyasining ikki yo'li: biri yorug'lik-issiqlik-elektr energiyasini konvertatsiya qilish usuli, ikkinchisi yorug'lik-elektr energiyasini to'g'ridan-to'g'ri konvertatsiya qilish usuli.
A. Yorug'lik-issiqlik-elektr energiyasini konversiyalash usuli: Elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun quyosh nurlanishidan hosil bo'lgan issiqlik energiyasidan foydalanish orqali, odatda quyosh kollektorlari tomonidan so'rilgan issiqlik energiyasini ish massasining bug'iga aylantirish va keyin elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun turbinani haydash. Birinchi jarayon yorug'likdan issiqlikka o'tish jarayonidir; oxirgi jarayon issiqlikni elektr energiyasiga aylantirish jarayoni bo'lib, oddiy issiqlik energiyasini ishlab chiqarish bilan bir xil.
B. To'g'ridan-to'g'ri yorug'lik - elektr energiyasini aylantirish usuli (fotovoltaik energiya ishlab chiqarish): fotoelektrik effektdan foydalanish, quyosh radiatsiyasi energiyasini to'g'ridan-to'g'ri elektr energiyasiga aylantirish. Yorug'lik - elektr energiyasini aylantirishning asosiy qurilmasi quyosh batareyasi hisoblanadi.
Quyosh xujayralari - fotovoltaik effekt tufayli quyosh energiyasini elektr energiyasiga to'g'ridan-to'g'ri aylantirish, yarimo'tkazgichli fotodioddir. Quyosh nuri fotodiodga tushganda, fotodiod quyoshning yorug'lik energiyasini elektr energiyasiga aylantiradi (rasmga qarang). Buni amalga oshirish oson va arzonroq va keng tarqalgan.
Fotovoltaik effekt yaratishi mumkin bo'lgan materiallar: monokristalli kremniy, polikristal kremniy, amorf kremniy, galliy arsenid, mis indiy selenid va boshqalar. P-tipli kristalli kremniy N-tipli kremniyni olish uchun fosfor bilan qo'shiladi va PN birikmasini hosil qiladi. Kristalli kremniy asosiy hujayra materialidir va kristalli kremniy materiallari bilan tayyorlangan quyosh xujayralari asosan quyidagilarni o'z ichiga oladi: monokristalli kremniy quyosh xujayralari, quyma polikristalli silikon quyosh xujayralari, amorf kremniy quyosh xujayralari va yupqa plyonkali kristalli kremniy xujayralari. Monokristalli kremniy xujayralari yuqori hujayra konvertatsiya samaradorligi va yaxshi barqarorlik xususiyatlariga ega, ammo narxi yuqori; amorf kremniy quyosh xujayralari yuqori ishlab chiqarish samaradorligi va arzonligi xususiyatlariga ega, ammo konvertatsiya samaradorligi past va samaradorlik nisbatan tez pasayadi; quyma polikristalli silikon quyosh xujayralari barqaror konversiya samaradorligi va narx nisbati eng yuqori ko'rsatkichlariga ega; yupqa plyonkali kristalli silikon quyosh xujayralari tadqiqot va ishlab chiqish bosqichida. Silikon seriyali quyosh xujayralari, monokristalli kremniy va polikristalli kremniy xujayralari PV bozorida hukmronlik qilishda davom etmoqda, monokristalli kremniy va polikristalli kremniyning ulushi 80 foizdan oshdi.
Quyosh batareyasini ishlab chiqarish jarayonini taxminan besh bosqichga bo'lish mumkin: tozalash jarayoni, novda chizish jarayoni, dilimlash jarayoni, hujayra ishlab chiqarish jarayoni va qadoqlash jarayoni.
Quyosh energiyasini ishlab chiqarish jarayoni.
Endi yorug'lik hosil bo'lish jarayonini tasvirlash uchun kristallni misol qilib oling. Quyosh xujayrasi yuzasiga yorug'lik tushganda, fotonlarning bir qismi kremniy moddasi tomonidan so'riladi; fotonlarning energiyasi kremniy atomlariga o'tadi, elektron o'tishlari sodir bo'ladi va erkin elektronlar PN o'tish joyining ikkala tomonida potentsial farqni hosil qilish uchun to'planadi va kontaktlarning zanglashiga olib ulanganda, oqim orqali oqim o'tadi. kuchlanish ta'sirida ma'lum bir chiqish quvvatini ishlab chiqarish uchun tashqi sxema. Ko'p hujayralar ketma-ket yoki parallel ulanganda, katta chiqish quvvatiga ega bo'lgan quyosh xujayralari majmuasi hosil bo'lishi mumkin.
