Päikesepatarei Areng

2023 Autor: Hannah Pearcy | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-08-25 03:37

Tehke päikesevalgus otse elektrienergiaks - fotogalvaanilist efekti tõestas esmakordselt Prantsuse füüsik Edmond Becquerel. 1839. aastal pani 19-aastane mees hõbekloriidi happelisse lahusesse oma isa laboris ja süütas selle plaatinaelektroodide ühendamise ajal, tekitades pinget ja voolu.

Seleenist ja kullast elektrini

Becquereli efekti põhjal töötas Charles Fritts 45 aastat hiljem välja esimese päikeseelemendi. See koosnes seleeni kihist, mis oli kaetud õhukese kullakihiga. Selle kasutegur oli vähemalt 1%. Seetõttu kasutati nähtust pikka aega ainult fotodioodides.

Teadmised on konkurentsieelis

Hoidke end kursis: meie infolehe abil teavitavad ehitustavade toimetajad teid teisipäeviti ja reedeti alati valdkonna teemadest, uudistest ja suundumustest.

Telli nüüd!

Algselt töötasid nad suitsuandurites, valgusmõõtjates või infrapunavastuvõtjates, kuni suurem neist saadeti kosmosesse 1958. aastal koos Vanguard 1 satelliidiga. Pardal andis päikesepatarei seitsmeks aastaks Maale andmete saatmiseks piisavalt energiat.

Peamine energiaallikas kosmoses

1960ndatel toimus järkjärguline täiustamine. Siiani oli kosmosereis ainus tööstusharu, mis sai kasu parimatest võimalustest ja seetõttu ka kallitest lahtritest ning oli valmis selle eest palju raha maksma. Odavamatesse, vähem tõhusatesse lahendustesse investeerimiseks polnud põhjust.

Alles 1960. aastatel üleminekul elektrontorudelt integraallülitustele olid tänu pooljuhtide tööstusele saadaval suuremad kristallide valuplokid madalamate hindadega. Kui nende hind langes, langes ka neist valmistatud päikesepatareide hind. See vähendas rakkude kulusid 1971. aastast umbes 100 dollarini vatti kohta

Tehnoloogia selgitas lühidalt

Tesla mähise areng

Hinnad kukuvad ja langevad

Alates 1977. aastast on vatti hind langenud 76 dollarilt 0,30 dollarini 2015. aastal. Tänapäeval on päikesepatareid satelliitide ja sondide peamiseks energiaallikaks, kuna need pakuvad parimat energia ja kaalu suhet. Fotogalvaanika kasvab kõige kiiremini Aasias - Hiina ja Jaapan moodustavad praegu kogu oma kogu maailmas kasutusest poole. Ülemaailmne installeeritud võimsus ulatus 2016. aastal umbes 301 GW-ni ja kasvas 2016. aastaks 1,3% -ni kogu maailma elektrivarustusest.

Kasvab ka tõhusus: Fraunhoferi ISE teadlased saavutasid efektiivsuse 46% - see tähendab, et päikesepatareid on nüüd tõhusamad kui taimed.

Kuidas päikesepatareid töötavad?

Päikesevalguse footonid jõuavad päikesepaneelini ja neelavad pooljuhtmaterjalid. Elektronid on erutatud. Erutuna võib elektron hajutada energia soojusena ja naasta oma aatomorbitaali või liikuda läbi PV-raku elektroodini jõudmiseni. Seejärel voolab vool läbi materjali.

Materjali keemilised sidemed on selle protsessi toimimiseks kriitilise tähtsusega ja räni kasutatakse tavaliselt kahes kihis, millest üks kiht on dooritud booriga ja teine fosforiga. Nendel kihtidel on erinevad keemilised elektrilaengud ning juhivad ja juhivad voolu.

Jadamisi ühendatud päikesepatareid muudavad päikeseenergia kasutatavaks alalisvooluks, mille inverter muundab seejärel vahelduvvooluks.