¿Cuál es el principio de generación de energía solar fotovoltaica?
La generación de energía fotovoltaica es una tecnología que utiliza el efecto fotovoltaico en la interfaz del semiconductor para convertir directamente la energía luminosa en energía eléctrica. El componente clave de esta tecnología es la célula solar. Las células solares se conectan en serie y luego se empaquetan y protegen para formar un módulo de células solares de gran superficie. Junto con los controladores de energía y otros componentes, se forma un dispositivo de generación de energía fotovoltaica.
1. Efecto fotovoltaico
1. Si la luz incide sobre la célula solar y la luz se absorbe en la capa de interfaz, los fotones con suficiente energía pueden pasar a través del silicio tipo P y Silicio tipo N Excita los electrones del enlace de valencia para producir pares electrón-hueco. Los electrones y los huecos cerca de la capa de interfaz estarán separados entre sí por el efecto del campo eléctrico de la carga espacial antes de la recombinación. Los electrones se mueven hacia la región N con carga positiva y los huecos se mueven hacia la región P con carga negativa.
2. A través de la separación de carga de la capa de interfaz, se generará un voltaje comprobable hacia afuera entre la región P y la región N. En este momento, se pueden agregar electrodos a ambos lados de la oblea de silicio y conectarlos a un voltímetro. Para las células solares de silicio cristalino, el valor típico del voltaje del circuito abierto es de 0,5~0,6V. Cuantos más pares de electrones y huecos genere la luz que brilla sobre la capa de interfaz, mayor será la corriente. Cuanta más energía luminosa absorba la capa de interfaz, mayor será el área de la capa de interfaz, es decir, la célula, y mayor será la corriente formada en la célula solar.
2. Principio
1. La luz del sol brilla sobre la unión p-n del semiconductor para formar un nuevo par hueco-electrón bajo la acción del campo eléctrico incorporado del p-n. unión, los huecos se forman desde el área n fluye hacia el área p, los electrones fluyen desde el área p hacia el área n y se forma una corriente después de conectar el circuito. Así funcionan las células solares de efecto fotovoltaico.
2. Hay dos métodos de generación de energía solar, uno es el método de conversión de luz-calor-electricidad y el otro es el método de conversión directa de luz-electricidad.
(1) El método de conversión de luz, calor y electricidad genera electricidad utilizando la energía térmica generada por la radiación solar. Generalmente, un colector solar convierte la energía térmica absorbida en vapor como fluido de trabajo y luego impulsa. una turbina de vapor para generar electricidad. El primer proceso es un proceso de conversión de calor ligero; el segundo proceso es un proceso de conversión de calor-electricidad, que es el mismo que la generación de energía térmica ordinaria. Las desventajas de la generación de energía solar térmica son que la eficiencia es muy baja y el costo es elevado. alto Se estima que su inversión es al menos mayor que la de las centrales térmicas ordinarias y son entre 5 y 10 veces más caras.
(2) Método de conversión directa de luz en electricidad Este método utiliza el efecto fotovoltaico para convertir directamente la energía de la radiación solar en energía eléctrica. El dispositivo básico para la conversión de luz en electricidad es la célula solar. Una célula solar es un dispositivo que convierte directamente la energía solar en energía eléctrica debido al efecto fotovoltaico. Es un fotodiodo semiconductor. Cuando el sol brilla sobre el fotodiodo, el fotodiodo convierte la energía luminosa del sol en energía eléctrica, produciendo corriente. Cuando se conectan muchas baterías en serie o en paralelo, se puede formar un conjunto de células solares con una potencia de salida relativamente grande. Las células solares son una nueva fuente de energía prometedora con tres ventajas principales: permanencia, limpieza y flexibilidad. Las células solares tienen una larga vida útil y pueden invertirse una vez y utilizarse durante mucho tiempo mientras exista el sol. y la generación de energía nuclear, en comparación, las células solares no causan contaminación ambiental.