Saat ini seluruh dunia sedang menghadapi masalah energi, berkurangnya energi tradisional secara bertahap, ditambah dengan pencemaran energi tradisional terhadap lingkungan, pengembangan energi baru menjadi hal yang mendesak. Perlindungan lingkungan terhadap energi baru semakin mendapat perhatian, energi matahari adalah energi baru yang tidak ada habisnya, tetapi juga sejenis energi perlindungan lingkungan, hampir tanpa polusi. Kini sel surya telah diterapkan di banyak tempat, seri kecil berikut ini akan memperkenalkan prinsip kerja panel surya.
Pengenalan panel surya
Panel surya merupakan suatu alat yang secara langsung atau tidak langsung mengubah energi radiasi matahari menjadi energi listrik melalui efek fotolistrik atau efek fotokimia dengan cara menyerap sinar matahari. Ini terutama merupakan jenis elektromagnetik yang menggunakan energi sinar matahari untuk menghasilkan listrik. Biasanya bahan produksi utama panel surya adalah silikon, namun karena biaya produksi yang terlalu besar, hingga saat ini belum dapat dimanfaatkan secara luas. Namun dibandingkan dengan produk baterai lainnya, panel surya lebih hemat energi dan ramah lingkungan, dan saya yakin panel surya akan dipopulerkan di masa depan.
Prinsip panel surya
Panel surya adalah perangkat efisien yang merespons cahaya dan dapat mengubah energi cahaya menjadi listrik. Ada banyak jenis bahan yang dapat menghasilkan efek fotovoltaik, seperti silikon monokristalin, polisilikon, silikon amorf, galium arsenida, tembaga indium selenida, dll. Prinsip pembangkit listrik dari berbagai bahan pada dasarnya sama, di sini, ambil silikon kristal sebagai sebagai contoh, jelaskan proses prinsip panel surya. Silikon kristal tipe P didoping dengan fosfor untuk mendapatkan silikon tipe N dan membentuk sambungan PN.
Ketika cahaya mengenai permukaan dasar panel surya, sebagian foton diserap oleh bahan silikon; Energi foton ditransfer ke atom silikon, sehingga elektron menjadi elektron bebas, dan beda potensial dikumpulkan di kedua sisi sambungan PN. Ketika rangkaian dihubungkan secara eksternal, di bawah aksi tegangan ini, akan ada arus yang mengalir melalui rangkaian eksternal, sehingga menghasilkan daya keluaran tertentu. Inti dari proses ini adalah konversi energi foton menjadi energi listrik.
Panel surya adalah sarana penting dalam penggunaan energi matahari oleh manusia, pembangkit listriknya biasanya memiliki dua cara, satu adalah mode konversi cahaya-panas-listrik, yang lainnya adalah mode konversi langsung cahaya-listrik. Mari kita lihat dua cara menghasilkan listrik.
1, metode konversi cahaya-panas-listrik: adalah penggunaan radiasi matahari yang dihasilkan oleh panas dari suatu proses pembangkitan listrik, umumnya oleh kolektor surya akan menyerap panas ke dalam uap media kerja, dan kemudian menggerakkan tenaga turbin generasi. Proses pertama adalah proses konversi cahaya-panas, dan proses terakhir adalah proses konversi panas-listrik, yang sama dengan pembangkit listrik tenaga panas biasa.
2, mode konversi langsung cahaya-listrik: penggunaan efek fotolistrik untuk secara langsung mengubah radiasi matahari menjadi listrik, perangkat dasarnya adalah panel surya. Panel surya merupakan pemanfaatan efek fotovoltaik dan konversi langsung energi matahari menjadi peralatan energi listrik, termasuk dalam fotodioda semikonduktor, ketika matahari menyinari fotodioda maka fotodioda akan mengubah cahaya matahari menjadi energi listrik sehingga menghasilkan arus. Ketika beberapa panel surya dihubungkan secara seri atau paralel, itu bisa menjadi susunan sel surya dengan daya keluaran yang lebih besar.
Pembangkit listrik tenaga panas panel surya memiliki kelemahan yaitu efisiensi rendah dan biaya tinggi, dan diperkirakan investasinya setidaknya 5 hingga 10 kali lebih mahal dibandingkan pembangkit listrik tenaga panas biasa. Pembangkit listrik tenaga panas matahari berkapasitas 1000MW memerlukan investasi sebesar 2 hingga 2,5 miliar dolar AS, dan rata-rata investasi 1kW adalah 2000 hingga 2500 dolar AS. Oleh karena itu, panel surya hanya cocok untuk acara-acara khusus skala kecil, dan penggunaan skala besar sangat tidak ekonomis dari sudut pandang saat ini, sehingga tidak dapat bersaing dengan pembangkit listrik tenaga termal atau nuklir biasa.
Walaupun energi surya merupakan energi yang sangat ramah lingkungan, namun sel surya juga merupakan salah satu cara yang baik untuk menghemat energi, namun dari segi teknologi saat ini biaya produksi sel surya masih tergolong tinggi sehingga belum dipopulerkan. Namun penerapan energi bersih akan menjadi tren yang tak terelakkan, dan energi surya hampir bebas polusi, baik dari sudut pandang energi maupun dari perspektif perlindungan lingkungan, pengembangan energi surya akan menjadi hal yang perlu dikembangkan secara gencar. di masa depan. Mungkin dalam waktu dekat, kita akan memiliki sel surya di rumah kita.