Principes de la production d'énergie par panneaux solaires

Les cellules solaires sont des dispositifs qui réagissent à la lumière et convertissent l'énergie lumineuse en électricité. Il existe de nombreux types de matériaux pouvant produire des effets photovoltaïques, tels que le silicium monocristallin, le silicium polycristallin, le silicium amorphe, l'arséniure de gallium, le sélénium, l'indium, le cuivre, etc. Le principe de leur production d'énergie est fondamentalement le même, et le processus de production d'énergie photovoltaïque est décrit en utilisant le silicium cristallin comme exemple. Le silicium cristallin de type P peut être dopé au phosphore pour obtenir du silicium de type N, formant une jonction PN.
Lorsque la lumière frappe la surface de la cellule solaire, une partie des photons est absorbée par le matériau en silicium ; L'énergie des photons est transférée à l'atome de silicium, provoquant une transition des électrons, devenant des électrons libres qui se rassemblent des deux côtés de la jonction PN et forment une différence de potentiel. Lorsque le circuit externe est allumé, sous l'action de cette tension, un courant va circuler dans le circuit externe pour générer une certaine puissance de sortie. L'essence de ce processus est le processus de conversion de l'énergie photonique en énergie électrique.
1, il existe deux manières de générer de l'énergie solaire: l'une est la méthode de conversion de l'électricité par la chaleur légère et l'autre est la méthode de conversion directe de l'électricité par la lumière.
(1) La méthode de conversion de chaleur légère en électricité utilise l'énergie thermique générée par le rayonnement solaire pour générer de l'électricité. Généralement, les capteurs solaires convertissent l'énergie thermique absorbée en vapeur de fluide de travail, puis entraînent des turbines à vapeur pour générer de l'électricité. Le premier processus est un processus de conversion de chaleur légère; Ce dernier processus est un processus de conversion de la chaleur et de l'électricité, similaire à la production d'énergie thermique ordinaire. Les centrales thermiques solaires photovoltaïques ont un rendement élevé, mais en raison de leur phase initiale d'industrialisation, l'investissement est actuellement élevé. Une centrale solaire thermique de 1000 MW nécessite un investissement de 2 à 2,5 milliards de dollars, avec un investissement moyen de 2000 à 2500 dollars pour 1 kW. Par conséquent, il convient aux occasions spéciales et à petite échelle, tandis que l'utilisation à grande échelle est économiquement non rentable et ne peut pas rivaliser avec les centrales thermiques ou nucléaires ordinaires.
(2) Méthode de conversion directe photoélectrique Cette méthode utilise l'effet photoélectrique pour convertir directement l'énergie du rayonnement solaire en énergie électrique. Le dispositif de base pour la conversion photoélectrique est les cellules solaires. Une cellule solaire est un dispositif qui convertit directement l'énergie solaire en énergie électrique grâce à l'effet photovoltaïque. C'est une photodiode à semi-conducteur. Lorsque la lumière du soleil frappe la photodiode, la photodiode convertit l'énergie solaire en énergie électrique, générant un courant électrique. Lorsque de nombreuses batteries sont connectées en série ou en parallèle, elles peuvent devenir un réseau de cellules solaires avec une puissance de sortie relativement importante. Les cellules solaires sont un nouveau type prometteur de source d'énergie avec trois avantages majeurs : la permanence, la propreté et la flexibilité. Les cellules solaires ont une longue durée de vie, et tant que le soleil existe, elles peuvent être investies une fois et utilisées pendant longtemps ; Par rapport à la production d'énergie thermique et à la production d'énergie nucléaire, les cellules solaires ne causent pas de pollution environnementale; Les cellules solaires peuvent être grandes, petites et moyennes, allant des centrales électriques de taille moyenne d'une capacité d'un million de kilowatts aux packs de cellules solaires qui ne desservent qu'un seul ménage, qui sont inégalés par d'autres sources d'énergie.