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.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Спутниковый интернет Starlink может быть запрещен в России и в это верится все сильнее
Летом 2020 года в США начался бета-тест спутникового интернета Starlink. Ожидается, что в будущем эта технология обеспечит Интернетом жит
Кадр из эпизода Я скоро вернусь сериала Черное зеркало
В первой серии второго сезона сериала Черное зеркало рассказывается о женщине, которая потеряла своего молодого человека в автомобильной катастрофе. Она долго не може
Робота изо льда зовут IceBot
На данный момент изучением далеких планет занимаются исключительно роботы. Прямо сейчас на поверхности Марса работают аппараты Curiosity и InSight, которые регулярно отправляют ученым данные об особенностя
Вряд ли деревянные спутники выглядели бы так, но зарубежные издания используют именно эту картинку
По данным некоммерческой организации Union of Concerned Scientists за март 2019 года, на орбите Земли находится более 2000
Мы наконец-то знаем, что случилось с (большей частью) отсутствующей атмосферой Марса всему виной солнечный ветер.
Около четырех миллиардов лет назад, когда на Марсе была атмосфера, он вероятно, был очень похож на Землю: многочисленные
Илон Маск рассказал о главном проекте на 2021 год. И это не автомобили
Каждый год компания Tesla удивляет людей чем-то новым. За прошедшие пять лет она показала миру несколько совершенно новых электрических автомобилей. К ним от
Цвет кожи зависит от целого ряда факторов
Несколько миллионов лет назад цвет кожи наших предков не был очевиден. Все потому, что ранние гоминиды почти наверняка были покрыты темным мехом; под ним, вероятно, была бледная кожа. Эти пред
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
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
Миссия Solar Orbiter посвящена изучению Солнца
В феврале 2020 года Европейское космическое агентство (ESA) и NASA отправили в космос аппарат Solar Orbiter. Миссия посвящена изучению Солнца, однако по пути ведется исследо
Солнечный зонд Паркер
На данный момент человечество хочет изучить как можно больше планет. Но научные работы ведутся и вокруг различных звезд, самой известной из которых, конечно же, является Солнце. Изучение небесного светила д
Такое фото Солнца отличается от того, что мы привыкли видеть, не так ли?
Мы привыкли, что Солнце представляет собой желтый или красный, яркий или тусклый шар в небе. В фантастических фильмах эту звезду изображают как яркий сгусток энергии, сп
Солнце самый главный для нас небесный объект, но мы так мало о нем знаем
Солнце это одна из звезд галактики Млечный путь и единственная звезда
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
Заметили, что атомные станции всегда фотографируют в ясную погоду. Наверное, чтобы она не выглядела такой устрашающей.
Несколько дней назад президент Белоруссии Александр Лукашенко поучаствовал в церемонии торжественного
Бактерии могут выживать даже в самых экстремальных условиях
Всем организмам на нашей планете нужно откуда-то добывать энергию, и бактерии не исключение. В лесах, городах и даже на поверхности наших тел им всегда есть чем полаком
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
