Солнечные панели позволяют сделать электричество чуть ли не бесплатным.
Солнце есть и будет всегда! Возможно, это слишком смелое заявление, но это действительно так. По крайней мере, с точки зрения человечества. Пусть оно и взорвется через сколько-то там миллионов лет, но к тому времени мы уже покинем эту планету или сами, или в виде кучки пепла, которую развеет в космосе очередной огромный камень, налетевший на наш голубой шарик. Именно из-за такой стабильности Солнца его можно и нужно использовать для получения энергии. Люди уже давно научились это делать и сейчас продолжают совершенствовать технологии солнечной энергетики. Но как же работают солнечные панели, батареи и вообще, как можно превратить свет в электричество внутри розетки?
Солнечные батареи были изобретены достаточно давно. Впервые эффект преобразования света в электричество был обнаружен Александром Эдмоном Беккерелем в 1842 году. Для создания первых прототипов потребовалось почти сто лет.
В 1948 году, а именно 25 марта, итальянский фотохимик Джакомо Луиджи Чемичан смог сделать то, что мы теперь используем и развиваем. Спустя 10 лет в 1958 году технология впервые была опробована в космосе в качестве элемента питания американского спутника, названного Авангард-1. Спутник был запущен 17 марта, а уже 15 мая того же года это достижение повторили в СССР (аппарат Спутник-3). То есть технологи начала массово применяться в разных странах почти одновременно.
Использование солнечных панелей в космосе — обычная практика.
Подобные конструкции применяются в космосе до сих пор, как важный источник энергии. А еще их используют на Земле для обеспечения энергией домов и даже целых городов. А еще их начали встраивать в гражданские электромобили для обеспечения большей автономности.
Стоит немного уточнить, что понятие солнечная батарея не очень правильное. Точнее правильное, но не имеющее отношение к тем системам питания, о которых мы говорим. Батарея там обычная, но получает энергию от солнечных панелей, которые преобразуют в электричество свет солнца.
Есть и еще одна энергия будущего -
токамак. Просто о термоядерном реакторе, которого пока
нет.
В основе солнечной панели лежат фотоэлектрические ячейки, которые помещены внутрь общей рамы. Для создания таких ячеек чаще всего используется кремний, но возможно использование и других полупроводников.
Энергия вырабатывается в тот момент, когда на полупроводник попадают солнечные лучи и нагревают его. В результате этого внутри полупроводника высвобождаются электроны. Под действием электрического поля электроны начинают двигаться более упорядоченно, что и приводит к появлению электрического тока.
Примерно так выглядит солнечная панель.
Для того, чтобы получить электричество, надо подключить контакты к обеим сторонам фотоэлемента. В результате этого он начнет питать электричеством подключенный потребитель или просто заряжать батарею, которая потом будет отдавать электричество в сеть, когда это понадобится.
Tesla может сделать электрическую маршрутку на базе Model
3
Основной упор на кремний делается из-за его кристаллических особенностей. Впрочем, в чистом виде кремний сам по себе является плохим проводником и для изменения свойств к нему делается крайне малое количество примесей, которые улучшают его проводимость. В основном в число примесей входит фосфор.
Полупроводник является материалом, в атомах которого либо есть лишние электроны (n-тип), либо их не хватает (p-тип). То есть полупроводник состоит из двух слоев с разной проводимостью.
В качестве катода в такой схеме используется n-слой. Анодом является p-слой. То есть электроны из первого слоя могут переходить во второй. Переход происходит за счет выбивания электронов фотонами света. Один фотон выбивает один электрон. После этого они, проходя через аккумулятор, попадают обратно в n-слой и все идет по кругу.
Когда энергия выработана, все начинается по кругу, а свет всегда горит.
В современных солнечных панелях в качестве полупроводника используется кремний, а начиналось все с селена. Селен показал крайне низкий КПД — не более одного процента — и ему сразу стали искать замену. Сейчас кремний в целом удовлетворяет требования промышленности, но есть у него и один существенный минус.
Как связаны
коронавирус, солнечные панели и загрязнение воздуха?
Обработка и очистка кремния для приведения его к тому виду, в котором его можно будет использовать, является достаточно затратной процедурой. Чтобы снизить стоимость производства, проводят эксперименты с его альтернативами — медью, индием, галием и кадмием.
Есть у кремния еще один минус, который не так существенен, как стоимость, но с которым тоже надо бороться. Дело в том, что кремний очень сильно отражает свет и из-за этого элемент вырабатывает меньше электричества.
Даже повесив столько панелей, все равно надо обеспечивать их нормальную работу. В том числе бороться с отражением света.
Как солнечный свет
влияет на продуктивность человека?
Для того, чтобы уменьшить такие потери, фотоэлементы покрывают специальным антибликовым покрытием. Кроме такого слоя, надо использовать и защитный слой, который позволит элементу быть более долговечным и противостоять не только дождю и пыли, но даже падающим веткам небольшого размера. При установке на крыше дома это очень актуально.
Солнце -сила! Ее надо использовать!
Несмотря на общую удовлетворенность технологией и постоянную борьбу за улучшение показателей, современным солнечным панелям все равно есть куда стремиться. На данный момент массово производятся панели, которые перерабатывают до 20 процентов попадающего на них света. Но есть и более современные панели, которые пока доводятся до ума — они могут перерабатывать до 40 процентов света.
А вообще, солнечная энергетика это круто! И помните, даже при таком «пАлящем» солнце система будет работать.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Искусственный интеллект способен на многое. Например, он может заменить лицо Арнольда Шварценеггера на Сильвестра Сталлоне
Последние 10 лет мы ежедневно слышим новости про то, как тот или иной искусственный интеллект научился
Прототип Starship SN5 похож на консервную банку, потому что на нем нет головного обтекателя
Начало августа для компании SpaceX выдалось напряженным, но очень даже успешным. Сначала, 2 августа, ей удалось безо всяких проблем верн
Концепт сверхзвукового самолета Virgin Galactic
Сегодня, чтобы быстро переместиться из одной точки планеты в другую без пробок и других сложностей, достаточно просто купить билет на самолет. В течение нескольких часов полета
Вечный двигатель это то, что невозможно даже в теории. Он противоречит сам себе.
Вечный двигатель будоражит умы ученых и изобретателей всего мира. Сейчас многие одержимы им примерно так же, как в свое время алхимики были одержимы идее
Скоро в Японии подорожают пакеты, но они будут экологически безопасными
О том, что наша планета страдает от избытка пластикового мусора на суше и мировом океане, знает практически каждый человек. Во-первых, все видно невооруженным
Примерно так будет выглядеть Дзеймс Уэбб в космосе
Прямо сейчас, на низкой околоземной орбите, находится запущенный в 1990 году космический телескоп Хаббл. Благодаря этому огромному устройству массой более 11 000 килограм
Солнечные панели позволяют сделать электричество чуть ли не бесплатным.
Солнце есть и будет всегда! Возможно, это слишком смелое заявление, но это действительно так. По крайней мере, с точки зрения человечества. Пусть оно и взорвется че
В открытом космосе не помогут ни шорты, ни шуба нуден специальный костюм
Всем нам с самого детства известно, что в африканских странах обычно царит жаркая погода, а в Антарктиде всегда холодно. Но задумывались ли вы когда-нибудь о т
Практически пустая улица в Дели, город, в котором ужасающе высокий уровень загрязнения воздуха
Солнечные батареи преобразуют солнечные лучи в электричество, однако еще в 2013 году Ян Мариус Питерс доказал, что загрязнение воздуха способно
Солнечная энергия пока используется довольно мало, а зря
Пока коронавирус ещё блуждает по планете, народ сидит по домам, а некоторые компании задумываются о том, чтобы перенести работу на «удалёнку» навсегда. Но если все будут сидеть по домам,
Солнечные панели позволяют сделать электричество чуть ли не бесплатным.
Солнце есть и будет всегда! Возможно, это слишком смелое заявление, но это действительно так. По крайней мере, с точки зрения человечества. Пусть оно и взорвется че
Солнечные панели позволяют сделать электричество чуть ли не бесплатным.
Солнце есть и будет всегда! Возможно, это слишком смелое заявление, но это действительно так. По крайней мере, с точки зрения человечества. Пусть оно и взорвется че
Отрывок из видео, опубликованного агентством NASA
Смотреть на Солнце без защитных очков нельзя, потому что таким образом можно сильно повредить сетчатку внутреннюю оболочку глаза, на которой расположены зрительные клетки. Да и в просм
Кадр из нового видео НАСА, иллюстрирующего закат на планетах Солнечной системы
Как выглядит закат Cолнца с Урана? Один из способов увидеть подлинную красоту мира наблюдать, как Солнце медленно садится на Западе, окрашивая небо в разные ц
Solar Orbiter в представлении художника
Автоматический космический аппарат NASA и ESA Solar Orbiter 15 июня завершил первое сближение с Солнцем, подойдя к нему на расстоянии 77 миллионов километров, что примерно равно поло
Кадр из мультсериала Рик и Морти
То, насколько хорошо человек соображает и в целом себя чувствует, во многом зависит от окружающих условий. Представьте себе, что вам ежедневно приходится работать в душном подвальном помещении с обычн
На нашей планете много мест, которые считаются мистическими. Часть из них стала такими из-за народных поверий или стечения обстоятельств, но есть и те, где действительно наблюдаются странные вещи, которые ученые могут зафиксировать, но не могут объяснить. Возможно, это обычный этап развития планеты, но не исключено и то, что это свидетельство скорой гибели всего, что есть на Земле. В аномалии, о которой сегодня пойдет речь, не просто наблюдаются отклонения от обычных значений, но и есть призн
Солнечные панели позволяют сделать электричество чуть ли не бесплатным.
Солнце есть и будет всегда! Возможно, это слишком смелое заявление, но это действительно так. По крайней мере, с точки зрения человечества. Пусть оно и взорвется че
Такие пейзажи выглядят очень масштабно.
По мере своего развития человечество потребляет все больше энергии. Примерно 50 лет назад электричество нужно было в основном для работы холодильника, телевизора и лампочки. Пускай сейчас они стали потре
Возможно, в нашей галактике есть цивилизация, обуздавшая энергию черных дыр
В 1969 году английский физик сэр Роджер Пенроуз впервые предположил, что из черной дыры можно извлечь бесконечную энергию. Ученый полагал, что только высокоразв
Такой двигатель может разгоняться до очень больших скоростей.
Ученые уже придумали или готовятся придумать много новых типов двигателей для космических кораблей. Самые смелые предположения даже говорят про варп-двигатель, который должен разгонять кор
Паровозы всегда привлекают внимание.
Тема железных дорог часто будоражит умы не только фанатов и любителей техники, но и простых людей. Все из-за того, что есть какая-то романтика в этих железных великанах. Ведь это как живые динозавры, которые был
