Princip proizvodnje energije solarnim panelima

Sunce obasjava PN spoj poluvodiča, formirajući novi par rupa-elektron. Pod djelovanjem električnog polja PN spoja, rupa teče iz P područja u N područje, a elektron teče iz N područja u P područje. Kada je strujni krug spojen, stvara se struja. Tako rade fotoelektrične solarne ćelije.

Proizvodnja solarne energije Postoje dvije vrste proizvodnje solarne energije, jedna je način pretvorbe svjetlosti u toplinu i električne energije, a druga je način izravne pretvorbe svjetlosti u električnu energiju.

(1) Metoda pretvorbe svjetlosti u toplinu i električnu energiju koristi toplinsku energiju generiranu sunčevim zračenjem za proizvodnju električne energije. Općenito, apsorbirana toplinska energija pretvara se u paru radnog medija pomoću solarnog kolektora, a zatim se parna turbina pokreće za proizvodnju električne energije. Prvi proces je proces pretvorbe svjetlosti u toplinu; drugi proces je proces pretvorbe topline u električnu energiju.

(2) Fotoelektrični efekt se koristi za izravno pretvaranje energije sunčevog zračenja u električnu energiju. Osnovni uređaj za fotoelektričnu pretvorbu je solarna ćelija. Solarna ćelija je uređaj koji izravno pretvara energiju sunčeve svjetlosti u električnu energiju zahvaljujući fotogeneracijskom voltnom efektu. To je poluvodička fotodioda. Kada sunce obasja fotodiodu, fotodioda će pretvoriti energiju sunčeve svjetlosti u električnu energiju i generirati struju. Kada se mnogo ćelija spoji serijski ili paralelno, može se formirati kvadratni niz solarnih ćelija s relativno velikom izlaznom snagom.

Trenutno je kristalni silicij (uključujući polisilicij i monokristalni silicij) najvažniji fotonaponski materijal, njegov tržišni udio je veći od 90% i u budućnosti će i dalje biti glavni materijal solarnih ćelija.

Dugo vremena, tehnologiju proizvodnje polisilicijskih materijala kontroliralo je 10 tvornica 7 tvrtki u 3 zemlje, poput Sjedinjenih Država, Japana i Njemačke, tvoreći tehnološku blokadu i tržišni monopol.

Potražnja za polisilicijem uglavnom dolazi od poluvodiča i solarnih ćelija. Prema različitim zahtjevima za čistoću, podijeljen je na elektroničku razinu i solarnu razinu. Među njima, polisilicij elektroničke kvalitete čini oko 55%, a polisilicij solarne razine 45%.

S brzim razvojem fotonaponske industrije, potražnja za polisilicijem u solarnim ćelijama raste brže od razvoja poluvodičkog polisilicija, a očekuje se da će potražnja za solarnim polisilicijem premašiti potražnju za polisilicijem elektroničke kvalitete do 2008. godine.

Godine 1994. ukupna proizvodnja solarnih ćelija u svijetu iznosila je samo 69 MW, ali je 2004. bila blizu 1200 MW, što je 17 puta više u samo 10 godina. Stručnjaci predviđaju da će industrija solarnih fotonaponskih sustava nadmašiti nuklearnu energiju kao jedan od najvažnijih osnovnih izvora energije u prvoj polovici 21. stoljeća.