Sa kasalukuyan, hindi mababagong lakas Ang mga ito ay patuloy na pinakaginagamit sa mundo, tulad ng langis, natural gas at karbon, na nagmumula sa limitadong mapagkukunan at maaaring maubos sa paglipas ng panahon. Ang pangangailangan ng pandaigdigang enerhiya ay patuloy na tumataas, at ang paggamit ng mga mapagkukunang fossil na ito ay nagdudulot malubhang problema sa kapaligiran, tulad ng polusyon sa hangin at pagbabago ng klima.
Sa kabila ng panorama na ito, Ang nababagong mga enerhiya Sila ay nakakakuha ng lupa, nag-aalok ng isang malinis at napapanatiling alternatibo. Mga teknolohiya tulad ng enerhiya hangin, geothermal, biomass at, syempre, ang Photovoltaic Solar Enerhiya ay nagpapatunay na isang praktikal na solusyon upang matugunan ang mga hamon sa enerhiya sa ating panahon. Sa artikulong ito, tatalakayin natin nang detalyado ano ang photovoltaic solar energy, kung paano ito nabuo at kung ano ang mga pangunahing aplikasyon nito.
Ano ang photovoltaic solar energy?
La Photovoltaic Solar Enerhiya Ito ang direktang nagbabago ng sikat ng araw kuryente Sa pamamagitan ng epekto ng photovoltaic. Nangyayari ang prosesong ito salamat sa Mga solar cell, na mga device na ginawa gamit ang mga materyales sa semiconductor, tulad ng silicon, na may kakayahang gawing kuryente ang liwanag na enerhiya.
Ang terminong "photovoltaics" ay nagmula sa mga salitang Griyego na "photo", na nangangahulugang liwanag, at "volt", na tumutukoy sa yunit ng pagsukat ng kuryente. Ang enerhiya ng photovoltaic ay itinuturing na hindi lamang isang teknolohiya malinis at nababago, ngunit isa rin sa pinakanapapanatiling sa mahabang panahon. Ang teknolohiyang ito ay gumaganap ng isang pangunahing papel sa paglipat patungo sa isang carbon-free na sistema ng enerhiya, isang lalong apurahang layunin sa buong mundo.
El silikon Ito ang pangunahing materyal na ginamit sa paggawa ng mga solar cell dahil sa kasaganaan nito sa Earth at sa mga semi-conductive na katangian nito. Iba pang mga materyales, tulad ng cadmium telluride o el selenio, ay ginagamit din sa ilang uri ng solar cell.
Paano nabuo ang photovoltaic solar energy?
Ang photovoltaic solar energy ay batay sa epekto ng photoelectric. Ang pisikal na hindi pangkaraniwang bagay na ito ay nangyayari kapag ang isang tiyak na halaga ng liwanag na enerhiya (na nilalaman sa mga litrato) tinatamaan ang ibabaw ng isang semiconducting na materyal, tulad ng silikon, na naglalabas ng mga electron. Ang mga electron na ito ay nakuha ng isang panlabas na circuit, na bumubuo ng isang electric current.
Ang mga device na namamahala sa prosesong ito ay ang Photovoltaic cells, na idinisenyo upang i-maximize ang pagkuha ng mga photon at, samakatuwid, ang produksyon ng kuryente. Kapag ang ilan sa mga device na ito ay konektado sa isa't isa, bumubuo sila ng kung ano ang kilala natin solar panels o mga modyul na photovoltaic.
Ang proseso ng conversion ng enerhiya ay maaaring ilarawan sa mga sumusunod na hakbang:
- Ang liwanag ng araw ay tumatama sa mga photovoltaic cell, na nagdudulot ng potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng harap at likod na bahagi ng cell.
- Los mga electron inilabas salamat sa photoelectric effect, nagsisimula silang lumipat sa panlabas na circuit, na bumubuo ng isang electric current (sa anyo ng direktang kasalukuyang).
- Sa wakas, ang direktang kasalukuyang ay binago sa alternating current (CA) sa pamamagitan ng mga device na tinatawag mamumuhunan, na nagpapahintulot sa paggamit nito sa domestic at pang-industriya na mga de-koryenteng aparato.
Mahalagang tandaan na ang kahusayan ng mga photovoltaic cell ay patuloy na bumubuti, at ngayon ay makakahanap ka ng mga panel na may kahusayan na higit sa 20%, na nangangahulugan na higit sa 20% ng sikat ng araw na nakunan ay maaaring ma-convert sa elektrikal na enerhiya.
Ilang mas advanced na panel, gaya ng sa Manipis na layer, gumagamit sila ng mga materyales maliban sa silikon, tulad ng cadmium telluride, na nagpapahintulot sa paglikha ng mas magaan at mas nababaluktot na mga panel. Gayunpaman, ang mga ito ay mayroon pa ring bahagyang mas mababang kahusayan kumpara sa mga panel ng silikon.
Gumagamit ng photovoltaic solar energy
May photovoltaic solar energy maraming mga application parehong sa isang domestic at industriyal na antas, at ang versatility nito ay nagbigay-daan sa paggamit nito sa ilang lugar na dati ay hindi maiisip.
- Mga application sa bahay: Ang mga pag-install ng photovoltaic sa bubong ay nagbibigay-daan sa mga tahanan na makabuo ng kanilang sariling enerhiya, na nagpapababa ng mga gastos sa singil sa kuryente at nag-aambag sa pagpapanatili ng kapaligiran. Ang mga uri ng application na ito ay karaniwang kinukumpleto ng mga sistema ng imbakan ng enerhiya, tulad ng solar baterya, na nagpapahintulot sa enerhiya na nabuo sa araw na magamit sa gabi o sa maulap na oras.
- Enerhiya sa malalayong lokasyon: Ang mga photovoltaics ay isang mahusay na pagpipilian upang magbigay ng kuryente mga nakahiwalay na lugar o mahirap ma-access, kung saan ang mga kumbensyonal na imprastraktura ng kuryente ay hindi mabubuhay o napakamahal. Kabilang dito ang mga rural na komunidad, desalination plant, at research station sa disyerto o polar na lugar.
- Mga hybrid na sistema: Sa maraming mga kaso, ang photovoltaic solar energy ay pinagsama sa iba pang mga mapagkukunan ng enerhiya, tulad ng enerhiya ng hangin, na bumubuo ng mga hybrid na sistema na ginagarantiyahan ang higit na pagiging maaasahan at kapasidad ng produksyon.
Bukod pa rito, may mga aplikasyon ang photovoltaic solar energy industriya ng aerospace, bilang pangunahing pinagmumulan ng enerhiya para sa mga satellite at mga istasyon ng kalawakan. Maraming mga satellite ang nilagyan ng mga solar panel na nagbibigay-daan sa kanila na gumana nang awtonomiya sa loob ng maraming taon, na pinapagana ang kanilang mga electronic system sa kalawakan.
Mga kalamangan at kawalan ng photovoltaic solar energy
Tulad ng anumang teknolohiya, ang photovoltaic solar energy ay may parehong mga pakinabang at disadvantages sa aplikasyon nito. Sa ibaba, sinusuri namin ang mga pangunahing kalamangan at kahinaan ng form na ito ng enerhiya.
- Benepisyo:
- Ito ay pinagmumulan ng enerhiya malinis y nababago, na hindi gumagawa ng greenhouse gas emissions sa panahon ng pagbuo ng kuryente.
- Ang enerhiya ng solar ay sagana at ito ay magagamit halos saanman sa mundo, lalo na sa mga lugar na may mataas na solar radiation.
- Nangangailangan ang mga pag-install ng photovoltaic maliit na pagpapanatili at mayroon silang a kapaki-pakinabang na buhay na lumalampas sa 25 taon sa karamihan ng mga kaso.
- Mga Disadvantages:
- Nakadepende pa rin ang mga photovoltaic system mga kondisyon ng meteorolohiko, na maaaring limitahan ang pagiging epektibo nito sa mga lugar na may mababang solar radiation o sa maulap na araw.
- La intermittence ng solar energy ay isang hamon, dahil ang produksyon ng enerhiya ay nangyayari lamang sa araw. Gayunpaman, ang problemang ito ay maaaring mapagaan sa mga sistema ng pag-iimbak ng enerhiya.
- El paunang gastos ng mga photovoltaic installation ay maaaring mataas, kahit na ang mga presyo ay makabuluhang bumababa sa mga nakaraang taon.
Ang pananaliksik at pag-unlad ng teknolohiya ay patuloy na magpapahusay sa kahusayan at gastos ng mga photovoltaic system, na nagpapahintulot sa marami sa mga kasalukuyang hadlang na malampasan. Ang paglipat patungo sa isang mas malinis at mas napapanatiling modelo ng enerhiya ay malinaw na nagsasangkot ng pagpapalawak ng teknolohiyang ito.
Ang photovoltaic solar energy ay isa na ngayong realidad at ang paggamit nito ay patuloy na lalago sa mga darating na taon, dahil sa mga mahahalagang pagpapabuti sa teknolohiya at sa hindi mapag-aalinlanganang kontribusyon nito sa paglaban sa pagbabago ng klima at global sustainability.