Solenergi, solens strålande värmeenergi (se Tre sätt som värmeenergi färdas på:Strålning), uttrycks huvudsakligen i det som ofta kallas solens strålar. Solenergi i vid bemärkelse är källan till en stor del av energin på jorden, t.ex. vindenergi, kemisk energi, vattnets potentiella energi osv.
Hur solpaneler fungerar: den solcellseffekten
Solpaneler fungerar enligt principen att när solens partiklar eller fotoner frigör elektroner från atomer och sätter dem i rörelse skapas elektrisk energi. Detta flöde av elektroner är elektricitet och solpaneler är utformade för att fånga upp detta flöde av elektroner och omvandla det till en användbar elektrisk ström. Denna process kallas för solcellseffekten och är den underliggande kemiska och fysiska processen bakom de flesta solcellstekniker.
Stegen i hur solcellseffekten fungerar:
1. De flesta solcellspaneler som vi använder idag är kiselbaserade solceller. Kisel är det mest använda halvledarmaterialet på jorden. Om rent kisel dopas med en atom som har fem yttre elektroner, t.ex. en fosforatom, bildar endast fyra av dessa elektroner kovalenta bindningar med de omgivande elektronerna, så det finns en extra fri elektron, vilket vi kallar en halvledare av N-typ. Om rent kisel blandas med en atom som bara har tre yttre elektroner, till exempel en boratom, så att de omgivande kiselatomerna har en elektron som inte kan bilda en kovalent bindning med boratomen, skapas en vakans, som vi kallar ett hål, och en sådan halvledare är en halvledare av P-typ.
2. När en halvledare av N-typ kombineras med en halvledare av P-typ diffunderar de fria elektronerna i halvledaren av N-typ och hålen i halvledaren av P-typ och binder sig till varandra tills de når en dynamisk jämvikt, ett stabilt tillstånd som kallas PN-övergång. I det inbyggda elektriska fältet riktas elektronrörelsen från halvledaren av N-typ till halvledaren av P-typ.
3. När solljuset träffar en solcell absorberas fotonenergin i ljuset delvis av elektronerna. När elektronens energi är tillräckligt stor kan den bryta sig loss från den kovalenta bindningen och bli en fri elektron. Elektronen och hålet kommer att flytta sig till N- respektive P-regionen under den elektriska fältkraften från det inbyggda elektriska fältet. Elektronerna rör sig från P-regionen till N-regionen. Om en extern krets är ansluten kommer de elektroner som ackumulerats i N-zonen att återvända till P-zonen genom kretsen och på så sätt generera ström.
Hur kan solpaneler generera elektricitet till ditt hem?
Solcellerna är placerade mellan lager av halvledarmaterial som kisel. Varje skikt har olika elektroniska egenskaper som genererar energi när de träffas av solens fotoner, vilket skapar ett elektriskt fält.
Att generera en elektrisk ström är det första steget i en solcellspanels arbete, och här är hur en solcellspanel kan skapa ett användbart elsystem för ditt hem.
1. Solceller absorberar solens energi och omvandlar den till likström.
Som nämnts ovan gör solcellerna som ingår i varje solpanel en stor del av arbetet med att generera elektricitet. Två lager kisel används i en solcell, och varje lager är specialbehandlat eller "dopat" för att skapa ett elektriskt fält vid övergången mellan lagren. Detta elektriska fält tvingar lösa elektroner att strömma genom solcellen och ut ur kiselförbindelsen, vilket skapar en elektrisk ström. Genom solcellseffekten producerar solpanelen elektrisk ström.
2. Solinverteraren omvandlar likströmmen från solmodulen till växelström, som används av de flesta hushållsapparater.
När likströmmen passerar genom solinvertern omvandlas den till växelström. Omriktaren kan också vara utrustad med en transformator som reglerar spänningen för likströmmen och växelströmmen.
3. Elektricitet flödar genom ditt hem för att driva elektroniska apparater.
Solinvertern överför den konverterade växelströmmen till distributionspanelen i ditt hem. Därifrån sprids elektriciteten genom huset till alla uttag, så att det finns ström när du behöver koppla in dina apparater.
4. Överskottsel som produceras av solpaneler matas in i elnätet.
Om du har ett nätanslutet solcellssystem kan elen flöda både in och ut ur nätet, och den överskottsenergi som dina paneler genererar kan faktiskt ge dig pengar. Genom en policy som kallas nettomätning får du en kredit från nätet när du skickar tillbaka el till nätet, vilket gör din totala elräkning billigare.
Om du vill spara pengar på din elräkning eller investera i förnybar energi är Maysun Solar en specialiserad tillverkare av solcellspaneler och har erfarenheten att förse dig med rätt paneler. Kontakta oss för en offert om du behöver en offert.