Žinios

Saulės energijos principas

Mar 18, 2023 Palik žinutę

Žemė gali perimti didžiulį saulės energijos kiekį, viršijantį 173,000 TW (1TW=10^12W), o tai yra labai didelis skaičius. Tai yra 10 000 kartų daugiau nei visa energija, kurią sunaudoja visi žmonės žemėje, tačiau ši energija negali būti visiškai panaudota. Galime paaiškinti, kodėl žmonės negali visiškai išnaudoti saulės energijos, remdamiesi saulės kolektorių energijos gamybos principu.

 

solar power

 

Saulės kolektoriai yra sudaryti iš išdėstytų ir sujungtų saulės elementų. Labiausiai paplitę saulės elementai yra pagaminti iš silicio, kuris yra savotiškas puslaidininkis ir turi itin daug atsargų žemėje. Kristalinis silicis saulės elemente yra tarp viršutinio ir apatinio laidininko sluoksnių, o kiekvienas silicio atomas yra sujungtas su kaimyniniais atomais per keturis cheminius ryšius, todėl elektronai yra surišti ir nejudės generuodami srovę.

solar cell

 

Silicio saulės elementas turi du skirtingų silicio elementų sluoksnius (N tipo silicio ir P tipo silicio). N tipo silicyje yra elektronų perteklius, o P tipo silicyje yra papildoma vieta elektronų skylėms saugoti. Dviejų rūšių silicio jungtis tampa PN jungtimi, o elektronai gali praeiti pro PN sandūrą, sukurdami teigiamą krūvį iš vienos pusės ir neigiamą krūvį iš kitos.

 

Šviesą galima suprasti kaip dalelių srautą, skleidžiamą iš saulės, o šios dalelės yra fotonai. Kai fotonai pateks į saulės elementus, turintys pakankamai energijos, jie susijungs į cheminius ryšius, kad išlaisvintų elektronus ir paliks skylę. Teigiamo krūvio skylės ir neigiamo krūvio elektronai gali laisvai judėti, o elektronai traukiami į N pusę, o skylės – į P pusę. Šiuos judančius elektronus surenka mažyčiai metaliniai zondai ant akumuliatoriaus lakšto ir teka į išorinę grandinę, kur atlieka elektrinį darbą prieš grįždami į laidžią aliuminio lakštą gale.

 

solar panel

 

Kiekvienas saulės elementas gali išvesti tik apie 0,5 W, o šiuo metu daugiau energijos galima gauti sujungus elementus nuosekliai, kad būtų sudarytas modulis. Paprastai reikia kelių710W saulės modulistiekti elektrą visam namui. Elektronai yra vienintelės judančios saulės elementų dalys, ir galiausiai visos jos grįš į savo šaltinį. Viso proceso metu nėra susidėvėjimo ir vartojimo, todėl saulės kolektoriai paprastai gali būti naudojami dešimtmečius.

 

Taigi kodėl negalime visiškai pasikliauti saulės energija? Yra politinių veiksnių, o kai kurie verslininkai nori išlaikyti esamą energijos tiekimo statusą. Čia daugiausia dėmesio skiriame fiziniams ir loginiams sunkumams. Visų pirma, saulės energija pasiskirsto netolygiai. Kai kur daug saulės, o kitur lyja ištisus metus, o didžiąją dalį saulės energijos užstoja debesys. Antra, saulės energija yra prieinama naktį, o kai kurių dalių beveik nėra. Todėl norint visiškai pasikliauti saulės energijos gamyba, reikia labai veiksmingos technologijos, skirtos elektrai transportuoti iš saulėtų vietų į debesuotas vietas. Taip pat reikia efektyvaus elektros kaupimo metodo, o energijos kaupimo baterijų efektyvumo didinimas taip pat yra didžiulis iššūkis.

 

solar panels

 

Naudojant modulio efektyvumą, kai kurie fotonai atsispindės, o kai kurie elektronai nukris atgal į skylę prieš patekdami į kilpą. Tokiu būdu fotonų energija nepanaudojama. Šiuo metu efektyviausi saulės elementai gali paversti tik 46 % saulės šviesos į elektros energiją, o daugumos komercinių saulės energijos gamybos sistemų energijos gamybos efektyvumas siekia 15 %-20%. Jingsun saulės baterijų energijos gamybos efektyvumas viršija 20%.

 

Nors yra daug apribojimų, įmanoma naudoti šiuolaikines saulės energijos technologijas visai žemei maitinti. Mums reikia lėšų, kad galėtume sukurti infrastruktūrą didelėje atviroje erdvėje. Apskaičiuota, kad tai užtruks šimtus tūkstančių kvadratinių mylių, o tai atrodo didelis, tačiau Sacharos dykuma užima 3 milijonus kvadratinių mylių. Tuo pačiu metu, nuolat tobulėjant technologijoms, saulės energijos gamybos efektyvumas nuolat gerėja, o kaina vis pigėja, o tai turi tam tikrą konkurencingumą su elektros tinklais. Tokie išradimai kaip saulės plūduriuojančios salos gali pakeisti status quo.

 

Solar Power Station

 

Šiuo metu pasaulyje yra daugiau nei 1 milijardas žmonių, kurie negali naudoti stabilaus maitinimo šaltinio, ypač kai kuriose besivystančiose šalyse. Jie turi daug saulės spindulių, o saulės energija yra saugiau ir pigiau gaminant elektros energiją, kuri priklauso žaliajai energijai ir yra pranašesnė už neatsinaujinančius energijos šaltinius, tokius kaip anglis ir nafta. Jingsun saulės energija yra įsipareigojusi pasauliniam ekologiškos naujos energijos tikslui ir siekia suvokti pasaulinį vieningą žaliosios naujos energijos naudojimą žmonijai.

Siųsti užklausą