Изглежда, че съвсем наскоро слънчевата клетка е твърдо свързана с космически кораби, орбитални станции и лунни камъни. И сега, устройство, което може да приема електричество от светлина, може да бъде открито във всеки калкулатор. Освен това, в богатите на слънце страни на страните с горещо лято и мека зима (учените ги наричат "страни с висока инсолация") като Италия, Испания, Португалия, южните щати на САЩ и др.Слънчевата енергия е Известен член на икономиката за електроснабдяване и топлоснабдяване.И тези спестявания се случват както в частна инициатива на гражданите, така и под формата на задължително прилагане на държавни разпоредби, като например в Испания.
Слънчевата енергия може да реши енергийния проблем на целия свят
Опитите да се направи енергията на слънцето направи човечеството за дълго време, така че според легендата Архимед изгори римската флота, заповядвайки да се съсредоточи върху множество огледала (в друг вариант - с четка щитове) слънчева светлина върху платната на римски галери. Но забележителните резултати от опита за подчиняване на енергията на слънцето бяха дадени едва през миналия век. Какви са начините за използване на слънчевата енергия?
Как да получим електричество
Най-очевидният начин е да преобразуваме светлинната енергия на слънцето в топлината. Строго погледнато, дори не е възможно да се нарекат трансформации, защото светлината и топлината имат еднаква природа и се различават само по честота, по-правилно е да се говори за събиране на топлина. За събиране на слънчеви топлинни устройства, които се наричат - слънчеви колектори("Колектор" буквално означава асемблер).Принципът на тяхната работа е изключително лесен - охлаждащата течност (вода, по-малко въздух) се нагрява в радиатора, направен от абсорбиращ топлина материал.Такива устройства са широко използвани за горещо водоснабдяване на частни домове.
Друг интересен начин за използване на енергията на най-близката светлина е природата.За милиони години на еволюция, растенията са се научили да преобразуват енергията на Слънцето в енергията на химическите връзки, синтезирайки сложни съединения - глюкоза от прости вещества.Този, който не е ходил на училище по ботаника, разбира се, разбра, че става дума за фотосинтеза.Но не всички мислят за енергийната същност на този процес, който е само в натрупването на слънчева енергия и последващото й използване (включително през зимата) за лични цели.Това е биоенергия.Истинското, а не онова, което разказва домашни магьосници.Методът на използване на слънчевата енергия по този принцип на работа все още чака приложението му в изкуствена техника.
Процесът на събиране на топлинна енергия се среща в колектори
Както бе споменато по-горе, най-простият начин за използване за лични цели е енергията на слънцето - колекция от топлинна енергия.Въпреки това, "най-простият" не винаги означава "най-доброто".Факт е, че термичната енергия е, може да се каже, нетраен продукт.Опитайте се да запазите топлината или да я прехвърлите на дълги разстояния.Най-вероятно разходите ще блокират всички възможни ползи. Най-удобен за съхранение и транспортираневид енергия е електричество.Може да се събира без проблеми в батериите или да се предава по проводник на мястото, където ще работи, с минимални загуби. Оттук и третата, най-разпространената употреба на слънчева светлина - нейната трансформация в електрическа енергия.
Как работи
Трансформацията на слънчевата светлина се случва в батерии (т.е. последователно свързани групи) на фотоклетки, които са научили името "слънчеви панели". По какъв принцип работят слънчевите панели?
Процесът на преобразуване на слънчевата светлина
Сърцето на фотоклетката е силициев кристал. С силиций (или по-точно неговите оксиди) се срещаме всеки ден - това е познат ни пясък. Така можем да кажем, че силициевият кристал е гигантски пясъчник, който се отглежда в лабораторията. Кристалите са оформени като куб и нарязани на платина с дебелина от двеста микрона (около три до четири дебелини на човешката коса).
На силиконовата плоча от едната страна се нанася тънък слой фосфор, от друга страна - най-тънкият слой бор. Там, където силиконът влиза в контакт с бор, има излишък на свободни електрони и където силициеви контакти с фосфор, напротив, електроните са в недостиг, възникват така наречените "дупки". Набор от среди с излишък и липса на електрони се нарича p-n преход във физиката. Фотоните на светлината бомбардират повърхността на плочата и избиват излишните електрони на фосфора към липсващите електрони на бора. Подредено движение на електрони е електрически ток. Остава само да го "събере", след като е преминалметални пластини.Така че по принцип има силиконова фотоклетка.
Плоча от фотоклетка
Мощността на една плоча на фотоклетката е достатъчно малка, не е достатъчна за крушка с джобно фенерче.Следователно, отделните елементи се събират в системата на батерията.Теоретично е възможно да се монтира от батерии батерия с всякакъв капацитет.Батерията е подредена върху метална подложка, подсилена, за да се увеличи здравината и покрита със стъкло.Важно е слънчевата батерия да се превърне в електричество не само видимо, но и в ултравиолетовата част на слънчевия спектър, така че стъклото, което покрива батерията, трябва задължително да преминава през ултравиолетовата светлина.
Важно предимство на слънчевата клетка е, че тя използва светлина, а не топлина, затова, за разлика от колектора, слънчевата батерия може да работи през зимата, ако само облачната покривка не покрива слънчевата светлина. Има проекти за изграждане на огромни слънчеви решетки в Арктика и Антарктика, които ще акумулират енергия по време на полугодишния полярния ден, който се среща на север през лятото, а на юг - през зимата, т.е.
Това е всичко в дългосрочен план, но за да се възползват от свойствата на слънчевата батерия е възможно днес, оборудвайки дома си с миниатюрна слънчева електроцентрала.Подобна станция едва ли ще може напълно да задоволи нуждите на икономиката от електроенергията, но без съмнение ще стане чувствителен фактор за спестяване на семейния бюджет.
