Znate li što su solarni paneli , kako rade i kako ih koristiti? Osvijetlimo ovu čistu tehnologiju za proizvodnju električne energije bez zagađenja.
Što su solarni paneli
Oni su ploče dizajnirane za povrat energije iz sunčevog zračenja i pretvaranje u toplinu ili električnu energiju.
Solarna termalna ploča . Kad služi za pretvorbu sunčevih zraka u toplinu, zagrijavat će tekućinu. Koristi se, na primjer, za zagrijavanje vode u kući ili sustavu grijanja .
Fotonaponski solarni panel. Kad direktno pretvara sunčevu svjetlost u električnu energiju, koristeći fotonaponske ćelije djelomično sastavljene od poluvodičkih materijala. Na primjer, koristi se za proizvodnju energije koju trebate potrošiti u kući.
Postoje i hibridni paneli koji spajaju solarnu toplinsku i solarnu fotonaponu.
Učinkovitost panela jako ovisi o materijalima od kojih su izrađene: dosegne više od 25%, ako su izrađeni od monokristalnog silicija, uz 7% za panele izrađene od kvantnih točkica.
Kako se izrađuje fotonaponska ploča
To je ravni modul koji se sastoji od niza fotonaponskih ćelija , koji su pravi električni uređaj koji pomoću fotonaponskog efekta pretvara energiju svjetlosti izravno u električnu energiju.
Kad sunčeva svjetlost pogodi stanice, zbog razlika u nabojima nastaje fizička reakcija koja može stvoriti električno polje istosmjerne struje.
Stanice su formirane od dva ili više slojeva poluvodičkog materijala, od kojih je jedan pozitivno 'dopiran' (silicij P tipa) s umetanjem atoma bora, a drugi negativno 'dopiran' (silicij N tipa) s malim količinama fosfor. Dovodeći dva sloja u kontakt, dobiva se PN spoj.
Kada se elektron kreće iz jednog kristala u drugi, može se stvoriti „rupa“ koja se ponaša poput pozitivnog naboja.
Elektroni i 'rupa' bježe sa svake strane ovog PN spajanja (elektroni idu prema N, a rupe prema P), stvarajući potencijalnu razliku (izmjerenu u voltima). Zbog toga fotonaponska ćelija proizvodi istosmjernu struju .
Definicija fotonaponske ćelije
To je uređaj koji energiju svjetlosti pretvara u električnu . Koristi se princip fotoelektričnog efekta, pri čemu incidentni foton (svjetlost) može odvojiti elektron od atoma.
Različite vrste korištenih poluvodiča
Postoje različite vrste fotonaponskih ćelija i procesa proizvodnje električne energije, ali silicij je i dalje najviše korišten polutovodski materijal. Njegove performanse mjere se na temelju učinkovitosti koja je postotak svjetlosne energije koja se zapravo pretvara u električnu energiju .
Na pločama koje su trenutno na tržištu koriste se poluvodiči, od najmanje skupih do najskupljih:
- amorfni silicij (učinkovitost 8%)
- polikristalni silicij (16-18%)
- polikristalni silicij (19-21%)
Primjene solarnih panela
Danas se oni uglavnom koriste za opskrbu energijom za satelite, za kućnu ili industrijsku upotrebu, za male uređaje svakodnevne upotrebe, za solarne elektrane i za neka sredstva prijevoza. Veliki projekti upotrebe u budućnosti uglavnom se tiču prijevoza i velikih solarnih postrojenja u kojima ima sunca u izobilju.
U svakodnevnom životu
U sateliti zahtijevaju energiju i ne može biti spojen na kabelsku Zemlje, pa im je potrebno vlastiti izvor energije biti samodostatan. Rješenje je napajati ih solarnim pločama, jer imaju koristi od dobre izloženosti suncu. Nadalje, jednom kada su u orbiti, imaju male potrebe za energijom.
Za kućnu upotrebu, na krovovima kuća ugrađuju se ploče za privatnu proizvodnju energije. Iako se troškovi ugradnje mogu činiti visokima, ovaj obnovljivi izvor dugoročno postaje profitabilan, stvarajući značajne uštede.
Neki su predmeti svakodnevnog života električni , pa postavljanjem malih ploča, na primjer uličnim svjetiljkama, postaju samodovoljni.
Ploče se koriste za velike solarne elektrane koje daju izvor čiste energije stotinama tisuća domova.
U prijevozu
Korištenje fotonaponskih sustava u prometu još uvijek rijetki, postoje samo prototipovi aviona, brodova i vlakova koji koriste fotonaponski energije.
Solarni automobil se trenutno proučava, a radi se na aerodinamičnosti automobila, njegovoj sposobnosti hvatanja energije od sunca, skladištenja ga koristeći baterije i učinkovitog korištenja za napajanje motora.
Solarni brodovi su također testirani , opremljeni su sklopivim fotonaponskim pločama, poput jedra, i izrađeni od vrlo laganih materijala, s visoko razvijenom aerodinamikom. Već postoje neki prototipi katamarana koji kombiniraju vjetar i solarnu energiju, pohranjeni u mnogim baterijama.
Neki su zrakoplovi već uspjeli letjeti koristeći samo solarnu energiju, na primjer Solarni impuls, ali uvijek su putovali prazni, ne noseći ni ljude ni robu. Ipak, istraživači i dalje rade na poboljšanju tih zrakoplova i čineći ih jednim danom uobičajenim pogonom.
U budućnosti
Projekti za uporabu fotonaponske struke usredotočeni su na smanjenje troškova proizvodnje kako bi kupnja ploča bila zgodna. Također se proučavaju novi materijali kako bi se poboljšali prinosi i performanse.
Proučava se i uporaba fotonaponskih panela u području infrastrukture, na primjer parkirališta opremljena skloništima na kojima se montiraju fotonaponski paneli koji proizvode električnu energiju za njihovo upravljanje.
Solarni paneli su prava revolucija
Ako smo morali napraviti analogiju, solarni paneli su za 21. stoljeće ono što je automobil za 20. stoljeće.
U automobilima su u potpunosti revoluciju u kvalitetu našeg života , što ga čini lakšim za velike udaljenosti putovanja, mijenjanje obiteljske proračune i olakšava ne samo odnose među ljudima, ali i poslovnom svijetu.
Međutim, uvođenje automobila sa sobom je donijelo i veliki problem, onečišćenja ispušnim plinovima i onečišćenja bukom , s obzirom na nerazmjernu količinu automobila koji kruže našim cestama.
Čak i solarni paneli započinju spor proces transformacije društva, promovirajući filozofiju čiste energije i senzibilizirajući stanovništvo na važna pitanja poput globalnog zagrijavanja.
Kao i kod svakog pokretanja inovativnih proizvoda, u početku su troškovi uvijek prilično visoki, tako da samo nekoliko slojeva stanovništva može pristupiti kupnji. Srećom, tijekom godina veća difuzija na tržištu omogućila je nagli pad cijena, što je omogućilo većem broju ljudi da se prebace na tržište obnovljivih izvora i također započnu štedjeti na računima za struju.
Početni troškovi koji uključuju instalaciju u stvari se s vremenom smanjuju: stručnjaci izjavljuju da je moguće za nekoliko godina amortizirati troškove, razmatrajući i mogućnost preprodaje proizvedenog viška energije .
Još smo daleko od brojki drugih zemalja u kojima je ista državna politika koja potiče prijelaz na obnovljive izvore energije, ali nešto se počinje kretati i u Italiji.
Solarna energija je čista, sigurna, ali prije svega besplatna , njeno adekvatno iskorištavanje postalo je nužno ako želimo zaštititi naš planet.
Ostale ideje
Ako želite naučiti više, pročitajte i:
- Solarni paneli s većim kapacitetom zahvaljujući novom karanfilnom materijalu
- U Indiji su kanali prekriveni solarnim pločama
- Stižu prozirni solarni paneli
- IKEA se lansira na tržište solarnih panela za dom