Fotovoltiniai elementai, dar žinomi kaip saulės elementai, tapo pagrindiniu atsinaujinančios energijos sektoriaus žaidėju.Šie įrenginiai pakeitė saulės energijos naudojimo būdą elektrai gaminti.Šiame straipsnyje mes pasinersime į žavų pasaulįfotovoltiniai elementaiir ištirti, kaip jie gamina elektros energiją.
Fotovoltinės elemento širdyje yra puslaidininkinė medžiaga, dažniausiai pagaminta iš silicio.Kai saulės šviesos fotonai atsitrenkia į ląstelės paviršių, jie sužadina medžiagoje esančius elektronus, todėl jie atitrūksta nuo atomų.Šis procesas vadinamas fotovoltiniu efektu.
Norint pasinaudoti šiais išlaisvintais elektronais, baterijos sukonstruojamos į skirtingų savybių sluoksnius.Viršutinis sluoksnis pagamintas iš medžiagų, specialiai sukurtų sugerti saulės šviesą.Po šiuo sluoksniu yra aktyvusis sluoksnis, sudarytas iš puslaidininkinės medžiagos.Apatinis sluoksnis, vadinamas užpakaliniu kontaktiniu sluoksniu, padeda surinkti elektronus ir perkelti juos iš ląstelės.
Kai saulės šviesa prasiskverbia į viršutinį ląstelės sluoksnį, ji sužadina elektronus puslaidininkinės medžiagos atomuose.Tada šie sužadinti elektronai gali laisvai judėti medžiagoje.Tačiau norint generuoti elektrą, elektronai turi tekėti tam tikra kryptimi.
Čia atsiranda elektrinis laukas ląstelėje.Puslaidininkinė medžiaga aktyviajame sluoksnyje yra legiruota priemaišomis, kad būtų sukurtas elektronų disbalansas.Tai sukuria teigiamą krūvį vienoje akumuliatoriaus pusėje ir neigiamą kitoje.Riba tarp šių dviejų sričių vadinama pn sandūra.
Kai elektronas sužadinamas fotonu ir atitrūksta nuo savo atomo, jį traukia teigiamai įkrauta ląstelės pusė.Judėdamas link srities, savo vietoje palieka teigiamai įkrautą „skylę“.Šis elektronų ir skylių judėjimas baterijoje sukuria elektros srovę.
Tačiau laisvoje būsenoje elektronai negali būti naudojami išoriniams įrenginiams maitinti.Norint panaudoti jų energiją, ant viršutinio ir apatinio ląstelių sluoksnių dedami metaliniai kontaktai.Kai laidininkai yra prijungti prie šių kontaktų, elektronai teka per grandinę, sukurdami elektros srovę.
Vienas fotovoltinis elementas gamina palyginti nedidelį kiekį elektros energijos.Todėl keli elementai yra sujungti, kad sudarytų didesnį bloką, vadinamą saulės kolektoriumi arba moduliu.Šios plokštės gali būti jungiamos nuosekliai arba lygiagrečiai, siekiant padidinti įtampą ir srovę, priklausomai nuo sistemos reikalavimų.
Kai elektra pagaminama, ji gali būti naudojama įvairiems prietaisams ir prietaisams maitinti.Su tinklu susietoje sistemoje saulės baterijų pagamintos elektros energijos perteklius gali būti grąžintas į tinklą, kompensuojant iškastinio kuro gamybos poreikį.Atskirose sistemose, pavyzdžiui, naudojamose atokiose vietovėse, pagaminta elektros energija gali būti kaupiama baterijose, kad būtų galima naudoti vėliau.
Fotovoltiniai elementaipasiūlyti ekologišką, tvarų ir atsinaujinantį sprendimą mūsų energijos poreikiams tenkinti.Jie gali žymiai sumažinti mūsų priklausomybę nuo iškastinio kuro ir sušvelninti elektros gamybos poveikį aplinkai.Technologijoms toliau tobulėjant, galime pamatytifotovoltiniai elementaitapti efektyvesniais ir pigesniais, todėl jie taps neatsiejama mūsų ateities energetikos kraštovaizdžio dalimi.
Paskelbimo laikas: 2023-11-27