Jak powstaje pr膮d ze s艂o艅ca?

Jak powstaje pr膮d ze s艂o艅ca?

S艂o艅ce聽jako centralna gwiazda Uk艂adu S艂onecznego聽od聽setek聽milion贸w lat聽daje 偶ycie i聽ogrzewa nasz膮 planet臋. Przez聽ca艂y聽ten聽czas聽S艂o艅ce聽dostarcza聽nam聽energi臋, ale jest te偶 impulsem聽do rozwoju聽cywilizacji ludzkiej. Niemal ka偶dy 聽zna 聽wykorzystywanie 聽energii聽s艂onecznej 聽do 聽grzania,na przyk艂ad ze szkolnych do艣wiadcze艅, wkt贸rych przy pomocy聽lupy聽i promieni s艂onecznych mo偶na doprowadzi膰 do聽powstania 聽zap艂onu np. kartki papieru.聽

Efekt fotowoltaiczny聽lub zjawisko fotowoltaiczne

Badania nad wykorzystaniem聽energii聽s艂o艅ca by艂y prowadzone przez wiele lat i wci膮偶 s膮 kontynuowane w czasach wsp贸艂czesnych,聽jednak聽z historii mo偶emy si臋 dowiedzie膰 ze dopiero w 1839 roku francuski fizyk Edmond聽Beqerel聽zaobserwowa艂 efekt fotowoltaiczny, w kt贸rym promieniowanie s艂oneczne zamienione zosta艂o聽na energi臋聽elektryczn膮. Z efekt贸w tego do艣wiadczenia聽聽korzystamy聽 do聽 dzi艣,聽聽jednak w znacznie ulepszonej formie. Obserwacje francuskiego fizyka sta艂y si臋聽pocz膮tkiem聽 bada艅聽 nad聽 zjawiskami聽 zwi膮zanymi z promieniowaniem s艂onecznym oraz wykorzystaniem ich w celu zamiany w energi臋 elektryczn膮lub ciepln膮.聽Albert聽Einstain聽w 1905 r. zaj膮艂 si臋 kontynuacj膮聽 wyja艣nienia聽 teorii聽 efektu聽 fotowoltaicznego,聽wykorzystuj膮c hipotez臋 kwant贸w Plancka.聽

Metoda聽Czochralskiego

Polski聽 chemik i聽 metaloznawca聽Jan聽Czochralski, mia艂 wp艂yw聽na rozw贸j wykorzystywania promieniowania s艂onecznego do produkcji energii聽elektrycznej.聽Polski聽聽naukowiec聽 jest聽 wynalazc膮聽powszechnie stosowanej聽metody otrzymywania monokryszta艂贸w krzemu, kt贸ra zosta艂a nazwana od jego nazwiska聽 metod膮聽聽Czochralskiego.聽聽

Fotowoltaika, czyli fizyki si臋 nie oszuka

Fotowoltaikapolega聽na聽bezpo艣rednim generowaniu聽energii elektrycznejz promieniowania s艂onecznego.Panele fotowoltaiczne zbudowane s膮 z ogniw聽wykonanych z p贸艂przewodnik贸w. Najcz臋stszym i najbardziej powszechnym materia艂em wykorzystywanym聽do budowy ogniw jest krzem krystaliczny聽(c-Si).聽Bezpo艣rednio w聽ogniwach fotowoltaicznych zachodzi tzw. zjawisko fotowoltaiczne, w wyniku kt贸rego powstaje pr膮d sta艂y聽(DC).聽

Jak to聽mo偶liwe,聽偶e w ogniwie wyst臋puje napi臋cie i p艂ynie pr膮d elektryczny?

W momencie gdy na聽ogniwo聽PV pada foton czyli jednostka 艣wiat艂a, mog膮 zaj艣膰 trzy sytuacje:

  • Odbicie 艣wiat艂a od ogniwa –聽gdy 艣wiat艂o nie pada聽prostopadle do urz膮dzenia.聽
  • Przenikni臋cie聽fotonu przez krzem.聽
  • Poch艂oni臋cie fotonu przez krzem聽鈥 czyli sytuacja na kt贸rej zale偶y nam najbardziej.

P贸艂przewodnikowa p艂ytka krzemowa znajduj膮ca si臋 w ogniwie posiada barier臋聽potencja艂u (zwykle z艂膮cze P-N). Padaj膮ce fotony wybijaj膮 elektrony z materia艂u p贸艂przewodnikowego聽 co umo偶liwia im swobodne poruszanie si臋 w strukturze ogniwa, w wyniku czego聽powstaj膮 pary no艣nik贸w energii, tj.聽elektrony (艂adunek聽ujemny聽-) i tak zwane dziury czyli miejsca, w kt贸rych znajdowa艂 si臋 wybity elektron (艂adunek聽dodatni聽+).聽Ze wzgl臋du na to, 偶e te 艂adunki聽s膮 rozdzielane przez barier臋 potencja艂u, kt贸ra聽wyst臋puje w materiale p贸艂przewodnikowym,聽艂adunki聽zaczynaj膮 si臋 przemieszcza膰 wzgl臋dem siebie聽鈥 w贸wczas聽p艂ynie pr膮d聽elektryczny.

Kiedy聽fotowoltaika聽produkuje najwi臋cej pr膮du ze s艂o艅ca?

W celu zapewnienia optymalnych uzysk贸w energetycznych kluczowe jest odpowiednie umiejscowienie paneli fotowoltaicznych.聽Powierzchnia absorbuj膮ca promieniowanie s艂oneczne musi by膰 jak najd艂u偶ej ustawiona prostopadle do kierunku promieniowania.聽Uwzgl臋dniaj膮c szeroko艣膰 geograficzn膮聽Polski,聽najlepsze wyniki uzyskuj膮 panele zamontowane w kierunku po艂udniowym, pod k膮tem 30-35 stopni wzgl臋dem gruntu.聽W贸wczas inwestor uwzgl臋dniaj膮c cztery pory roku osi膮gnie najwy偶sz膮 produkcje energii elektrycznej z ka偶dego zainstalowanego kWp.聽

Roczny strumie艅 energii promieniowania s艂onecznego, kt贸re dociera do powierzchni Ziemi (1,76 x 1017)聽przekracza o ponad 30 tys. razy 艣wiatowe roczne zapotrzebowanie na energi臋. Dlatego powszechnym stwierdzeniem jest fakt, 偶e energia s艂oneczna jest niewyczerpanym 藕r贸d艂em energii.

INNE PORADY

Mo偶e Ci臋 zainteresowa膰

Mikroinwertery Hoymiles

Zalety mikroinwerter贸w Ka偶dy panel fotowoltaiczny produkuje pr膮d sta艂y. Za zmian臋 na pr膮d zmienny kt贸ry jest...