Zasada wytwarzania energii za pomocą paneli słonecznych

Słońce świeci na złącze PN półprzewodnika, tworząc nową parę dziura-elektron. Pod wpływem pola elektrycznego złącza PN dziura przepływa z obszaru P do obszaru N, a elektron z obszaru N do obszaru P. Po połączeniu obwodu powstaje prąd. Tak działają ogniwa fotoelektryczne.

Wytwarzanie energii słonecznej Istnieją dwa typy wytwarzania energii słonecznej: jeden to tryb konwersji światła na ciepło i prąd elektryczny, drugi to tryb bezpośredniej konwersji światła na prąd elektryczny.

(1) Metoda konwersji światła na ciepło i energię elektryczną wykorzystuje energię cieplną generowaną przez promieniowanie słoneczne do wytwarzania energii elektrycznej. Zasadniczo pochłonięta energia cieplna jest przekształcana w parę czynnika roboczego przez kolektor słoneczny, a następnie turbina parowa jest napędzana w celu wytwarzania energii elektrycznej. Pierwszy proces to proces konwersji światła na ciepło; drugi to proces konwersji ciepła na energię elektryczną.

(2) Zjawisko fotoelektryczne służy do bezpośredniej konwersji energii promieniowania słonecznego na energię elektryczną. Podstawowym urządzeniem fotoelektrycznym jest ogniwo słoneczne. Ogniwo słoneczne to urządzenie, które bezpośrednio przetwarza energię światła słonecznego na energię elektryczną dzięki efektowi fotowoltaicznemu. Jest to fotodioda półprzewodnikowa. Gdy światło słoneczne pada na fotodiodę, zamienia ona energię światła słonecznego na energię elektryczną i generuje prąd. Połączenie szeregowe lub równoległe wielu ogniw pozwala na utworzenie kwadratowej matrycy ogniw słonecznych o stosunkowo dużej mocy wyjściowej.

Obecnie najważniejszym materiałem fotowoltaicznym jest krzem krystaliczny (w tym krzem polikrystaliczny i monokrystaliczny), jego udział w rynku wynosi ponad 90% i w przyszłości przez długi okres czasu będzie nadal podstawowym materiałem ogniw słonecznych.

Przez długi czas technologia produkcji materiałów polisilikonowych była kontrolowana przez 10 fabryk należących do 7 firm w 3 krajach: Stanach Zjednoczonych, Japonii i Niemczech, co tworzyło blokadę technologiczną i monopol rynkowy.

Popyt na polikrzem pochodzi głównie z półprzewodników i ogniw słonecznych. Ze względu na różne wymagania dotyczące czystości, polikrzem dzieli się na elektroniczny i słoneczny. Spośród nich polikrzem elektroniczny stanowi około 55%, a słoneczny 45%.

Wraz z szybkim ROZWOJEM przemysłu FOTOWOLTAICZNEGO, popyt na polikrzem w ogniwach słonecznych rośnie szybciej niż rozwój polikrzemu półprzewodnikowego. Oczekuje się, że do 2008 r. popyt na polikrzem słoneczny przewyższy popyt na polikrzem klasy elektronicznej.

W 1994 roku całkowita produkcja ogniw słonecznych na świecie wynosiła zaledwie 69 MW, ale w 2004 roku zbliżyła się do 1200 MW, co stanowi 17-krotny wzrost w ciągu zaledwie 10 lat. Eksperci przewidują, że sektor fotowoltaiki wyprzedzi energetykę jądrową jako jedno z najważniejszych podstawowych źródeł energii w pierwszej połowie XXI wieku.