Parece que, más recientemente, la célula solar se ha asociado firmemente con naves espaciales, estaciones orbitales y piedras lunares.Y ahora, un dispositivo capaz de recibir electricidad de la luz se puede detectar en cualquier calculadora.Además, en los países ricos en sol de los países con veranos calurosos e inviernos suaves (los científicos los llaman "países con alta insolación") como Italia, España, Portugal, estados del sur de los Estados Unidos, etc.La energía solar esUn artículo destacado de la economía para el suministro de electricidad y calor. Y este ahorro se produce tanto en una iniciativa privada de los ciudadanos, como en la forma de implementación obligatoria de las regulaciones estatales, como en España.
La energía solar puede resolver el problema energético de todo el mundo
Los intentos de hacer que la energía del sol hiciera a la humanidad durante mucho tiempo, por lo que según la leyenda Arquímedes quemó la flota romana,habiendo ordenado enfocar muchos espejos (en otra versión - escudos cepillados) luz solar sobre las velas de las galeras romanas.Pero los resultados notables del intento de subordinar la energía del sol se dieron solo en el último siglo.¿Cuáles son las formas de utilizar la energía solar?
Cómo obtener electricidad
La forma más obvia es convertir la energía luminosa del sol en calor.Estrictamente hablando, ni siquiera es posible nombrar las transformaciones, porque la luz y el calor tienen la misma naturaleza y difieren solo en la frecuencia, es más correcto hablar sobre la recolección de calor.Para recoger los dispositivos de calor solar, que se denominan - colectores solares.("Colector" significa literalmente el ensamblador). El principio de su funcionamiento es extremadamente simple: el refrigerante (agua, menos aire) se calienta en el radiador hecho de material absorbente de calor. Dichos dispositivos son ampliamente utilizados para el suministro de agua caliente de hogares privados.
Otra forma interesante de usar la energía de la luz más cercana es por naturaleza. Durante millones de años de evolución, las plantas han aprendido a convertir la energía del sol en energía de enlaces químicos, sintetizando compuestos complejos: glucosa a partir de sustancias simples. El que no fue a la escuela de botánica, por supuesto, se dio cuenta de que se trataba de la fotosíntesis. Pero no todos pensaron en la esencia de la energía de este proceso, que se encuentra solo en la acumulación de energía solar y su uso posterior (incluso en invierno) para fines personales. Es decir, es bioenergía. Lo real, no el que le dice a los magos de cosecha propia. El método de usar la energía del sol en este principio de trabajo todavía está esperando su aplicación en la técnica hecha por el hombre.
El proceso de recolección de energía térmica ocurre en los colectores
Como se mencionó anteriormente, la forma más fácil de usar la energía para los fines privados del sol es recolectar energía térmica. Sin embargo, el "más simple" no siempre significa "el mejor". El hecho es que la energía térmica es, por decirlo así, un producto perecedero. Trate de "conservar" el calor o transferirlo a largas distancias. Lo más probable es que los gastos bloqueen todos los beneficios posibles.El más conveniente para el almacenamiento y transporte.Tipo de energía es la electricidad. Puede recolectarse sin problemas en las baterías o transmitirse por cable al lugar donde funcionará, con pérdidas mínimas.De ahí el tercer uso más extendido de la luz solar: su transformación en energía eléctrica.
Cómo funciona
La transformación de la luz solar se produce en baterías (es decir, en grupos conectados secuencialmente) de fotocélulas que han llamado el nombre de "paneles solares".¿Por qué principio funcionan los paneles solares?
El proceso de transformación de la luz solar
El corazón de una fotocélula es un cristal de silicio. Con el silicio (o más precisamente con sus óxidos) nos encontramos todos los días, lo que nos resulta familiar.Por lo tanto, podemos decir que el cristal de silicio es una arenisca gigantesca cultivada en el laboratorio.Los cristales tienen la forma de un cubo y se cortan en platino en el espesor de doscientos micrones (aproximadamente de tres a cuatro grosores de cabello humano).
En una placa de silicona en un lado, aplique la capa delgada de fósforo, por otro lado, la capa más fina de boro.Donde el silicio se pone en contacto con el boro, hay un exceso de electrones libres, y donde el silicio entra en contacto con el fósforo, por el contrario, los electrones escasean, surgen los llamados "agujeros".Un conjunto de entornos que tienen un exceso y una falta de electrones se denomina unión pn en física.Los fotones de luz bombardean la superficie de la placa y eliminan el exceso de electrones de fósforo a los electrones faltantes de boro.Un movimiento ordenado de electrones es una corriente eléctrica.Solo queda por "coleccionarlo", una vez pasado.Placas de chapa de metal. Así que en principio hay una fotocélula de silicio.
Placa de fotocélula
.La potencia de una fotocélula de placa es lo suficientemente modesta, es suficiente para que funcione la bombilla de una linterna de bolsillo. Por lo tanto, los elementos individuales se recogen en el sistema de la batería. Teóricamente, es posible ensamblar desde baterías una batería de cualquier capacidad. La batería está apilada sobre un sustrato metálico, reforzada para aumentar la resistencia y cubierta con vidrio. Es importante que la batería solar se convierta en electricidad, no solo visible sino también en la parte ultravioleta del espectro solar, por lo que el vidrio que cubre la batería debe pasar necesariamente a través del ultravioleta.
Una ventaja importante de una célula solar es que utiliza luz en lugar de calor, por lo tanto, a diferencia del colector, la batería solar puede funcionar en el invierno, si solo las nubes no cubren la luz solar.Hay proyectos para construir enormes paneles solares en el Ártico y la Antártida, que acumularán energía durante el día polar semestral, que se produce en el norte en verano, y en el sur, en invierno, es decir, dos estaciones de energía solar gigantes nunca funcionarán simultáneamente.
Todo esto es a largo plazo, pero hoy es posible aprovechar las propiedades de una batería solar, equipando su carcasa con una estación de energía solar en miniatura. Es poco probable que una estación de este tipo pueda satisfacer plenamente las necesidades de la economía en materia de electricidad, pero sin duda se convertirá en un factor sensible para salvar el presupuesto familiar.
