Principios de la generación de energía con paneles solares

Las células solares son dispositivos que responden a la luz y convierten la energía de la luz en electricidad. Hay muchos tipos de materiales que pueden producir efectos fotovoltaicos, como el silicio monocristalino, el silicio policristalino, el silicio amorfo, el arseniuro de galio, el selenio, el indio, el cobre, etc. El principio de su generación de energía es básicamente el mismo, y el proceso de generación de energía fotovoltaica se describe usando silicio cristalino como ejemplo. El silicio cristalino de tipo P se puede dopar con fósforo para obtener silicio de tipo N, formando una unión PN.
Cuando la luz incide en la superficie de la celda solar, una parte de los fotones son absorbidos por el material de silicio; La energía de los fotones se transfiere al átomo de silicio, lo que hace que los electrones experimenten una transición y se conviertan en electrones libres que se acumulan a ambos lados de la unión PN y forman una diferencia de potencial. Cuando se enciende el circuito externo, bajo la acción de este voltaje, fluirá una corriente a través del circuito externo para generar una cierta potencia de salida. La esencia de este proceso es el proceso de convertir la energía fotónica en energía eléctrica.
1, hay dos formas de generación de energía solar: una es el método de conversión de electricidad de calor ligero y la otra es el método de conversión directa de electricidad ligera.
(1) El método de conversión de electricidad en calor ligero utiliza la energía térmica generada por la radiación solar para generar electricidad. Generalmente, los colectores solares convierten la energía térmica absorbida en vapor medio de trabajo y luego impulsan turbinas de vapor para generar electricidad. El primer proceso es un proceso de conversión de calor ligero; Este último proceso es un proceso de conversión de calor y electricidad, similar a la generación de energía térmica ordinaria. Las centrales térmicas solares fotovoltaicas tienen una alta eficiencia, pero debido a su etapa inicial de industrialización, la inversión en la actualidad es elevada. Una planta de energía solar térmica de 1000 MW requiere una inversión de $ 2 a $ 2,5 mil millones, con una inversión promedio de $ 2000 a $ 2500 por 1 kW. Por lo tanto, es adecuado para ocasiones especiales y de pequeña escala, mientras que la utilización a gran escala es económicamente antieconómica y no puede competir con las centrales térmicas o nucleares ordinarias.
(2) Método de conversión directa fotoeléctrica Este método utiliza el efecto fotoeléctrico para convertir directamente la energía de la radiación solar en energía eléctrica. El dispositivo básico para la conversión fotoeléctrica son las células solares. Una celda solar es un dispositivo que convierte directamente la energía solar en energía eléctrica debido al efecto fotovoltaico. Es un fotodiodo semiconductor. Cuando la luz del sol incide en el fotodiodo, el fotodiodo convierte la energía solar en energía eléctrica, generando una corriente eléctrica. Cuando se conectan muchas baterías en serie o en paralelo, pueden convertirse en un conjunto de células solares con una potencia de salida relativamente grande. Las celdas solares son un nuevo tipo prometedor de fuente de energía con tres ventajas principales: permanencia, limpieza y flexibilidad. Las celdas solares tienen una larga vida útil y, mientras exista el sol, pueden invertirse una vez y usarse durante mucho tiempo; En comparación con la generación de energía térmica y la generación de energía nuclear, las células solares no causan contaminación ambiental; Las celdas solares pueden ser grandes, pequeñas y medianas, desde centrales eléctricas medianas con una capacidad de un millón de kilovatios hasta paquetes de celdas solares que solo sirven a un hogar, que no tienen comparación con otras fuentes de energía.