- Mi az a napelem?
- Ki találta fel a napelemeket?
- Hogyan működnek a napelemek?
- A napelemek felhasználása
- Napenergia
Elmagyarázzuk, mi az a napelem, és ki találta fel ezt az eszközt. Ezen kívül, hogyan működik és mire használják.
Mi az a napelem?
A napelemek vagy napelem-modulok olyan eszközök, amelyek az elektromágneses sugárzás rögzítésére szolgálnak Nap, későbbi felhasználásra és különféle formákra való átalakításra Energia hasznosak, akárcsak a hőenergia (napkollektorok által nyert) és a elektromos energia (fotovoltaikus panelekkel nyert).
Ez a fajta műtárgy a huszadik század közepén jelent meg, és állandó energiát szolgáltatott a műholdak körüli pályára állítják föld, majd javítani a életminőség tól től populációk távol mindenféle hagyományos elektromos vezetéktől vagy átviteltől.
Azóta egyre fontosabbá vált, mint lehetséges alternatívája a hagyományos energiaformáknak, amelyek a század vége óta válságba kerültek az igen magas energiaszint miatt. igény világenergiát, és előállításának magas ökológiai költségei mellett.
Ki találta fel a napelemeket?
A napelemek Alexandre-Edmunde Becquerel francia fizikus 1839-es korai fotovoltaikus terveinek örökösei, bár az első kezdetleges napelemet 1883-ban az amerikai Charles Fritts állította elő. Bár csak 1%-os volt a hatásfoka, kellő figyelmet keltett, hogy 1946-ban Russel Ohl szabadalmaztatta a modern napelemet.
A Bell Laboratories azonban 1954-ben fedezte fel, hogy a szilícium félvezetők nagyon érzékenyek a fény, amely lehetővé tette az első kereskedelmi napelem gyártását, hozzávetőlegesen 6%-os kitermeléssel ugyanabban az évtizedben, ami lehetővé tette az első szovjet és amerikai műholdak felbocsátását 1957-ben, illetve 1958-ban, a üzleti Hoffman Electronics. Az első napelemeket használó űrszonda az amerikai Vanguard 1 volt, amelyet 1958-ban bocsátottak fel.
A napelem korabeli változatai 1970-ben (gallium-arzenid vagy GaAs heterostruktúrával felvértezett) és 1980-ban (kémiai lerakással) jelentek meg. fémek szerves gőzök által). Ezekkel az új modellekkel a napelemek hatásfoka 22%-ra, a későbbi verziókban pedig 30%-ra nőtt.
Hogyan működnek a napelemek?
A napelemek elnyelik a Nap sugárzását az őket alkotó félvezető anyagnak: kristályos szilíciumnak vagy gallium-arzenidnek köszönhetően, amelyek csatlakoztatva reagálnak a fotovoltaikus hatásra, amely szerint bizonyos anyagok kibocsáthatnak elektronok amikor elektromágneses sugárzással (általában látható fénnyel vagy ultraibolya fénnyel) bombázzák.
Ezek az anyagok napfényt kapnak, és a elektromos mező, amelyet ezután kábeleken és adókon keresztül a tárolóeszközökhöz irányítanak. Így a szerkezetek a rozsdamentes fém panelek folyamatosan ki vannak téve a napfény, folyamatosan rögzíti a napsugárzásból származó hő- és/vagy fényenergiát.
A napelemek felhasználása
A generáláshoz napelemeket használnak hőség Y elektromosság a napfénytől mondta gyorsan. Az esettől függően kétféle panelről beszélhetünk:
- Termikus napkollektorok. Napelemek, amelyeken keresztül keringetik Víz vagy a folyékony hőreceptor, amelyet a napból felvett energia felmelegít, majd egy termoszba pumpálják vizet inni, amelyre az átadott hő átadódik, és a ciklus újraindul. Így meleg vizet kaphat napi használatra vagy helyiségek fűtésére.
- Fotovoltaikus panelek. Olyan cellák alkotják, amelyek a fényt elektromos árammá alakítják, majd vezetékeken keresztül egy cellába vagy fotovoltaikus cellába továbbítják, amely fogadja a keletkezett terhelést és tárolja, hogy ellássa a különböző helyi felhasználókat.
Napenergia
Mellett szélenergia Y geotermikus, a napenergia a 21. század elején jelent meg reményként a emberiség, hiszen az energia iránti kereslet az örökkévaló világban szüntelen, a megszerzésének hagyományos módjai pedig egyre drágábbak pénzügyi és ökológiai szempontból. Égő fosszilis tüzelőanyagokFeltételezik például, hogy nagymértékben felelős a világot az utóbbi időkben elszenvedett éghajlati változásokért, a kibocsátott gázok magas koncentrációja miatt. üvegházhatás a légkör.
Így úgy tűnik, hogy a napelemek otthonokba, járművekbe történő telepítése, sőt napelemek gyártása sivatagi helyeken a villamosenergia-termelés jövője, mindaddig, amíg maximalizálható a ma ismert és használt napelemek teljesítménye. . Hasonlóképpen, úgy tűnik, hogy a napenergia kulcsfontosságú a fenntartásban szerkezetek és gépezet az űrben egy olyan emberiség számára, amely egyre jobban érdeklődik mások gyarmatosítása iránt bolygók és az űrkutatásban. Ez kétségtelenül a technológia tele jövővel.