Bu alternatif enerji kaynaklarının çalışmasını sağlayan nedir?
Güneş panelleri çatıları ve yol kenarındaki tabelaları taçlandırıyor ve uzay aracının güçlü kalmasına yardımcı oluyor. Ama güneş panelleri nasıl çalışır?
Basitçe söylemek gerekirse, bir güneş paneli , fotonların veya ışık parçacıklarının elektronları atomlardan arındırarak bir elektrik akışı üretmesine izin vererek çalışıyor . Güneş panelleri aslında fotovoltaik hücreler adı verilen daha küçük birimlerden oluşuyor - bu, güneş ışığını elektriğe dönüştürdükleri anlamına geliyor. Birbirine bağlı birçok hücre bir güneş paneli oluşturuyor.
Her bir fotovoltaik hücre temelde iki dilim yarı iletken malzemeden oluşan bir sandviçtir. Ftovoltaik hücreler genellikle mikroelektronikte kullanılanla aynı şey olan silikondan yapılır.
Fotovoltaik hücrelerin çalışması için bir elektrik alanı oluşturması gerekir. Zıt kutuplar nedeniyle oluşan bir manyetik alan gibi , zıt yükler ayrıldığında bir elektrik alanı oluşur. Bu alanı elde etmek için, üreticiler silikonu diğer malzemelerle "doping" yaparak sandviçin her dilimine pozitif veya negatif bir elektrik yükü verir.
Spesifik olarak, bu katmana negatif yüklü ekstra elektronlar, silikonun üst katmanına fosfor tohumluyorlar. Bu arada, alt tabaka bir doz bor alır , bu da daha az elektron veya pozitif bir yük ile sonuçlanır. Bunların hepsi, silikon katmanlar arasındaki bağlantı noktasında bir elektrik alanı oluşturur. Daha sonra, bir güneş ışığı fotonu bir elektronu serbest bıraktığında, elektrik alanı o elektronu silikon bağlantısından dışarı itecektir.
Hücrenin diğer birkaç bileşeni bu elektronları kullanılabilir güce dönüştürür. Enerji Verimliliği ve Yenilenebilir Enerji Ofisi'ne (EERE) göre hücrenin kenarlarındaki metal iletken plakalar elektronları toplar ve tellere aktarır . Bu noktada, elektronlar diğer herhangi bir elektrik kaynağı gibi akabilir.
Araştırmacılar, yalnızca 1,3 mikron kalınlığında - insan saçının yaklaşık 1/100'ü genişliğinde - ve bir ofis kağıdından 20 kat daha hafif olan ultra ince, esnek güneş pilleri ürettiler. Bilim adamları, 2016 yılında Organic Electronics dergisinde yayınlanan bir çalışmada, hücreler o kadar hafif ki, bir sabun köpüğünün üzerine oturabilecek kadar hafifler ve yine de cam bazlı güneş pilleri kadar verimlilikle enerji üretiyorlar . Bunlar gibi daha hafif, daha esnek güneş pilleri mimariye, havacılık teknolojisine ve hatta giyilebilir elektroniklere entegre edilebilir .
Fotovoltaik güneş panellerinden farklı bir şekilde çalışan güneş enerjisi teknolojisinin başka türleri de vardır - güneş enerjisiyle termal ve konsantre güneş enerjisi (CSP) dahil - ancak hepsi güneş ışığının gücünü elektrik üretmek veya su veya havayı ısıtmak için kullanır.
0 Yorumlar