פנל סולארי

פאנל סולארי הוא מכשיר הממיר את קרינת השמש באופן ישיר או עקיף לאנרגיה חשמלית באמצעות האפקט הפוטואלקטרי או האפקט הפוטוכימי על ידי קליטת אור השמש.החומר העיקרי של רוב הפאנלים הסולאריים הוא "סיליקון".הוא כל כך גדול שלשימוש הנרחב שלו עדיין יש מגבלות מסוימות.

בהשוואה לסוללות רגילות וסוללות נטענות, תאים סולאריים הם מוצרים ירוקים יותר חסכוניים באנרגיה וידידותיים לסביבה.

תא סולארי הוא מכשיר המגיב לאור וממיר אנרגיית אור לחשמל.ישנם סוגים רבים של חומרים שיכולים לייצר אפקט פוטו-וולטאי, כגון: סיליקון חד-גבישי, סיליקון רב-גבישי, סיליקון אמורפי, גליום ארסניד, אינדיום נחושת סלניד וכו'. עקרונות ייצור החשמל שלהם זהים בעצם, ותהליך ייצור החשמל הפוטו-וולטאי מתואר על ידי נטילת סיליקון גבישי כדוגמה.ניתן לסמם סיליקון גבישי מסוג P בזרחן כדי להשיג סיליקון מסוג N ליצירת צומת PN.

כאשר האור פוגע במשטח התא השמש, חלק מהפוטונים נספג בחומר הסיליקון;האנרגיה של הפוטונים מועברת לאטומי הסיליקון, מה שגורם לאלקטרונים לעבור ולהפוך לאלקטרונים חופשיים המצטברים משני צידי צומת ה-PN ויוצרים הפרש פוטנציאל, כאשר המעגל החיצוני מופעל, תחת פעולת המתח הזה , זרם יזרום דרך המעגל החיצוני כדי ליצור הספק פלט מסוים.המהות של תהליך זה היא: תהליך המרת אנרגיית הפוטון לאנרגיה חשמלית.

1. ייצור חשמל סולארי קיימות שתי דרכים לייצור חשמל סולארי, האחת היא שיטת ההמרה האור-תרמית-חשמלית, והשנייה היא שיטת ההמרה הישירה האור-חשמלית.

(1) שיטת ההמרה של אור-חום-חשמלי מייצרת חשמל על ידי ניצול האנרגיה התרמית הנוצרת מקרינת השמש.בדרך כלל, קולט השמש ממיר את האנרגיה התרמית הנספגת לאדים של המדיום הפועל, ולאחר מכן מניע את טורבינת הקיטור לייצור חשמל.התהליך הקודם הוא תהליך המרה אור-תרמית;התהליך האחרון הוא תהליך המרה תרמית-חשמלית, זהה לייצור חשמל תרמי רגיל.לתחנות כוח תרמיות סולאריות יעילות גבוהה, אך מכיוון שתיעושן נמצא בשלב ראשוני, ההשקעה הנוכחית גבוהה יחסית.תחנת כוח תרמית סולארית של 1000MW צריכה להשקיע בין 2 מיליארד ל-2.5 מיליארד דולר, וההשקעה הממוצעת של 1kW היא 2000 עד 2500 דולר אמריקאי.לכן, הוא מתאים לאירועים מיוחדים בקנה מידה קטן, בעוד ניצול בקנה מידה גדול אינו חסכוני מבחינה כלכלית ואינו יכול להתחרות בתחנות כוח תרמיות רגילות או תחנות כוח גרעיניות.

(2) שיטת המרה ישירה של אור לחשמל שיטה זו משתמשת באפקט הפוטואלקטרי כדי להמיר ישירות אנרגיית קרינת שמש לאנרגיה חשמלית.המכשיר הבסיסי להמרת אור לחשמל הוא תאים סולאריים.תא סולארי הוא מכשיר הממיר ישירות אנרגיית אור השמש לאנרגיה חשמלית בשל האפקט הפוטו-וולטאי.זוהי פוטודיודה מוליכים למחצה.כאשר השמש זורחת על הפוטודיודה, הפוטודיודה תמיר את אנרגיית האור של השמש לאנרגיה חשמלית ותייצר חשמל.נוֹכְחִי.כאשר תאים רבים מחוברים בסדרה או במקביל, זה יכול להפוך למערך תאים סולאריים עם הספק מוצא גדול יחסית.תאים סולאריים הם סוג חדש ומבטיח של מקור כוח עם שלושה יתרונות מרכזיים: קביעות, ניקיון וגמישות.לתאים סולאריים חיים ארוכים.כל עוד השמש קיימת, ניתן להשתמש בתאים סולאריים לאורך זמן בהשקעה אחת;וכוח תרמי, ייצור חשמל גרעיני.לעומת זאת, תאים סולאריים אינם גורמים לזיהום סביבתי;תאים סולאריים יכולים להיות גדולים, בינוניים וקטנים, החל מתחנת כוח בינונית של מיליון קילוואט ועד לסוללות סולאריות קטנות למשק בית אחד בלבד, שאין כמותה ממקורות כוח אחרים.