Zonne-energie
De elektriciteit die wordt geproduceerd door het directe inslaan van zonlicht op fotovoltaïsche cellen, wordt zonne-elektriciteit genoemd.
Zonne-elektriciteit
Wanneer zonlicht op fotovoltaïsche zonnecellen valt, wordt zonne-elektriciteit geproduceerd. Daarom wordt dit ook wel Fotovoltaïsche Zonne-energie of PV Zonne-energie genoemd.
Principes van zonne-elektriciteit
De generatie van elektriciteit met behulp van zonnestroom is afhankelijk van de fotovoltaïsche effect. Bij het fotovoltaïsche effect produceert een halfgeleider pn-schakeling elektrisch potentieel wanneer deze blootgesteld wordt aan zonlicht. Hiervoor maken we de n-type halfgeleider laag van de schakeling erg dun. Het is minder dan 1 µm dik. De bovenste laag is de n-laag. We noemen dit meestal de emitter van de cel.
De onderste laag is de p-type halfgeleider laag en is veel dikker dan de bovenste n-laag. Het kan meer dan 100 µm dik zijn. We noemen deze onderste laag de basis van de cel. De uitputtingszone wordt aan de overgang van deze twee lagen gecreëerd door onbeweeglijke ionen.
Wanneer zonlicht op de cel valt, bereikt het gemakkelijk de pn-overgang. De pn-overgang absorbeert de fotonen van het zonlicht en produceert daardoor elektron-gatenparen in de overgang. Eigenlijk worden de waardetransities van de fotonen geëxciteerd en springen de elektronen van de valentieband naar de geleidingsband, waarbij ze een gat achterlaten.
De vrije elektronen, die zich in de uitputtingszone bevinden, zullen gemakkelijk naar de bovenste n-laag passeren vanwege de aantrekkende kracht van de positieve ionen in de uitputtingszone. Op dezelfde manier zullen de gaten die zich in de uitputtingszone bevinden, gemakkelijk naar de onderste p-laag passeren vanwege de aantrekkende kracht van de negatieve ionen in de uitputtingszone. Dit fenomeen creëert een ladingsverschil tussen de lagen en leidt tot een kleine spanningsverschil tussen hen.
De eenheid van dergelijke combinatie van n-type en p-type halfgeleidermaterialen voor het produceren van elektrisch potentieelverschil in zonlicht wordt een zonnecel genoemd. Siliconen worden normaal gesproken gebruikt als halfgeleidermateriaal voor het produceren van dergelijke zonnecellen.
Geleidende metalen stroken die aan de cellen zijn bevestigd, halen de zonnecel of fotovoltaïsche cel niet in staat om de gewenste elektriciteit te produceren, maar produceert slechts een zeer klein bedrag van elektriciteit. Daarom worden voor het verkrijgen van het gewenste niveau van elektriciteit, vereiste aantallen van dergelijke cellen verbonden in zowel parallel als serie om een zonnemodule of fotovoltaïsche module te vormen. Eigenlijk is alleen zonlicht niet de factor. De belangrijkste factor is licht of straal van fotonen om elektriciteit in de zonnecel te produceren. Dus een zonnecel kan ook werken in bewolkte weersomstandigheden en in maanlicht, maar dan wordt de productie van elektriciteit laag, omdat het afhankelijk is van de intensiteit van het incidentele lichtstraal.
Toepassing van zonne-elektriciteit
Een systeem voor het opwekken van zonne-elektrische energie is nuttig voor het produceren van een matige hoeveelheid stroom. Het systeem werkt zolang er een goede intensiteit van natuurlijk zonlicht is. De plaats waar de zonnemodules zijn geïnstalleerd moet vrij zijn van obstakels zoals bomen en gebouwen, anders zal er schaduw op de zonnepanelen vallen, wat de prestaties van het systeem beïnvloedt. Het is een algemeen idee dat zonne-elektriciteit een onpraktische alternatief is voor de conventionele bron van elektriciteit en zou moeten worden gebruikt wanneer er geen traditioneel alternatief voor de conventionele bron van elektriciteit beschikbaar is. Maar dit is niet het echte geval. Vaak lijkt het dat zonne-elektriciteit een geld besparend alternatief is dan andere traditionele alternatieven voor conventionele elektriciteit.
Voorbeelden: – Het is altijd economisch om een zonneverlichting of een zonne-energiebron te installeren waar het moeilijk en kostbaar is om een aansluiting te krijgen van de lokale elektriciteitsvoorziening, zoals in een afgelegen tuin, schuur of garage waar geen standaard elektriciteitsaansluiting beschikbaar is. Het systeem voor zonne-elektriciteit is betrouwbaarder en ononderbroken, omdat het niet te lijden heeft onder ongewenste stroomonderbrekingen van een elektriciteitsbedrijf. Voor het bouwen van een mobiele elektriciteitsbron, voor matige stroombehoeften, is de zonnemodule een goede keuze. Het kan nuttig zijn tijdens kamperen, werken op buitenterreinen. Het is de meest effectieve manier om groene energie te creëren voor eigen gebruik en mogelijk voor het verkopen van overschotenergie aan klanten, maar voor het opwekken van elektriciteit op commerciële schaal worden de investering en het volume van het systeem groot genoeg. In dat geval zal het projectgebied veel groter zijn dan conventioneel. Hoewel voor het laten branden van enkele lampen en lage stroomverbruikende apparaten zoals laptops, draagbare televisies, mini-koelkasten, etc., is het systeem voor zonne-elektriciteit zeer geschikt, mits er voldoende vrije ruimte is op de grond of op het dak voor het installeren van zonnepanelen. Maar het is absoluut niet economisch om hoge stroomverbruikende elektrische apparatuur zoals snelle ventilatoren, verwarmers, wasmachines, airconditioners en krachtgereedschap te laten werken met behulp van zonne-elektriciteit, omdat de kosten voor het produceren van zo'n hoge energie veel hoger zijn dan verwacht. Bovendien kan er een gebrek aan ruimte zijn op uw terrein voor de installatie van een groot zonnepaneel. Ideale toepassingen van goedkope zonnepanelen zijn het opladen van accu's in caravans en recreatieve voertuigen of op boten wanneer deze niet in beweging zijn, mits er een trickle-charging faciliteit is van de dynamo tijdens de beweging van deze voertuigen.
Verklaring: Respecteer het oorspronkelijke, goede artikelen zijn de moede gedeeld, indien er een inbreuk is gelieve contact op te nemen voor verwijdering.
