Güneş enerjisi her şeyin cevabı gibi görünüyor değil mi? güneş ucuz, temiz ve sürdürülebilir - ama, tüm bunlar ne hakkında? Bu seride size bunu açıklayacağız.
Bakın, uzayda, yaklaşık 93 milyon mil ötede, milyarlarca yıldır yanan, her yöne ışık ve enerji saçan dev bir nükleer patlama var - ve bu enerjinin çoğu bize burada, Dünya'da ulaşıyor. Bir sürü gibi. Siz çocuklar, gezegendeki tüm bitki ve hayvanları milyarlarca kez beslemeye yetecek kadar… ve yakın zamanda tükenmeyecek. Dahası, bu enerjiyi kullanabiliriz. Güneş parladığında, bu güneş ışığını ucuz, temiz elektriğe dönüştürebilir ve daha sonra güneş parlamadığında pillerde saklayabiliriz.
Bunların hepsi şu soruyu akla getiriyor: neden bunu yapmıyoruz?
BAŞLANGIÇTAN BAŞLAYALIM
Burada oturup çeşitli komplolar, entrikalar, özel çıkarlar ve genellikle “geri tutan” kötü insanlar hakkında konuşabiliriz. güneş enerjisinin ana enerji kaynağı olabileceği fikri kelimenin tam anlamıyla bütün gün - ve yapacağız.
Ancak bunu yapmadan önce, bugün olduğu gibi “güneş enerjisi” ile ne demek istediğimizi anladığımızdan emin olmalıyız. O halde güneş enerjisinin ne olduğundan ve nasıl çalıştığından bahsedelim.
TANIMLAR
En geniş anlamıyla güneş enerjisi, güneşten gelen enerjidir ve güneşten aldığımız ısı veya ışık enerjisine veya bazen de hem ısı hem de ışık enerjisine atıfta bulunabilir.
Yine de çoğunlukla, temiz bir teknoloji perspektifinden “güneş enerjisi”ni düşündüğümüzde, güneş ışığını elektriğe dönüştüren teknolojiyi düşünme eğilimindeyiz. Bu genellikle, enerjiyi bu ışıktan elektriğe dönüştüren bir dizi fotovoltaik "hücreden" oluşan güneş "panelleri" şeklini alır.
hücre dizisi paneli – güneş nasıl çalışırBu dönüşümün nasıl olduğunu anlamak için kelimenin kendisine bakabiliriz: fotovoltaik. "Fotoğraf", tek bir ışık parçacığına verilen "foton" anlamına gelen Yunanca ışık kelimesinden gelir. Bu arada "Voltaik", ilk olarak birimin adını aldığı Alessandro Volta tarafından tanımlanan SI elektriksel kuvvet birimi olan "volt"tan gelir. O halde bir şeyin fotovoltaik olduğunu söylemek, o şeyin ışığı (foton) elektriğe (voltaj) çevirdiğini söylemektir.
Bu “fotovoltaik” veya “fotoelektrik etki” atomik düzeyde gerçekleşir. Bu, süper küçük bir foton bir atoma tam olarak doğru şekilde çarptığında, atomun bir fotonu emdiği ve bir elektron saldığı (veya "tuttuğu") anlamına gelir. Elektronların hareketi - tahmin ettiniz! - elektriktir.
eğlence gerçek: Fotoelektrik etki ilk olarak adını muhtemelen hiç duymadığınız bir Fransız fizikçi tarafından gözlemlendi. Edmund Bequerel 1839'da. Bazı malzemelerin güneş ışığına maruz kaldığında az miktarda elektrik üreteceğini keşfetti. Daha sonra, 1905'te, bir erkek muhtemelen var Albert Einstein'ın adını duydum, ışığın bu fotoelektrik özelliğini tanımladı. Öyleydi Re-Tweet 1921'de ona fizikte Nobel Ödülü kazandıran ünlü Görelilik Teorisi ve onun zarif E = mc² çözümü değil, çalışmasıydı. 26 yaşında.
Tüm güneş panelleri, güneş ışığını elektriğe dönüştürmek için bu fotovoltaik veya “PV” efektini kullanır. Ancak burada atomlar, fotonlar ve diğer küçük şeylerden bahsettiğimize göre, PV etkisi kullanılarak üretilen elektrik miktarının benzer şekilde küçük olduğunu düşünebilirsiniz… ve haklısınız!
Bireysel PV hücreleri genellikle küçüktür ve tipik olarak yalnızca yaklaşık 1 veya 2 watt elektrik üretir. Bir ampulü yakmaya bile yetmez(!). Kullanışlı olmak için yeterli elektrik üretmek için, modüller olarak bilinen daha büyük birimler oluşturmak üzere bir dizi hücre zincirler halinde birbirine bağlanır ve bu modüllerin kendileri birbirine zincirlenebilir ve daha da büyük "diziler" halinde birleştirilebilir. Bu diziler daha sonra elektrik üretmeye başlamak için güneşe yerleştirilebilecek panellere kurulur. Güneş panelleri hakkında konuştuğumuzda, o zaman bahsettiğiniz şey budur: çok ve çok sayıda PV hücresi içeren bir panel.
BİRAZ DAHA DETAY
Artık güneş enerjisinin ne olduğu ve nasıl çalıştığına dair fiziksel süreçler ("fizik") hakkında temel bir anlayışa sahip olduğunuza göre, her yere güneş panelleri yerleştirmeye başlamanın zamanının geldiğini düşünebilirsiniz - ve muhtemelen haklı olsanız da, Güneş enerjisinin daha yaygın bir şekilde uygulanmasının karşı karşıya olduğu gerçek dünya sorunlarından bazılarını akıllıca tartışmak için bilmeniz gerekenlerden biraz daha fazlası. Bu konular arasında en maddi olanı, uygun bir şekilde, malzemelerdir.
SİLİKON & GÜNEŞ HÜCRELERİ
Kristal silikon güneş pilleri pv hücrelerinin pazar payı” veri-resim-başlığı=”
Şekil 1. Farklı fotovoltaik teknolojilerinin pazar payları. Photon International'da yayınlanan yıllık pazar araştırmalarına dayanan veriler. Aachen, Almanya: Foton Avrupa.
Şekil 1. Farklı fotovoltaik teknolojilerinin pazar payları. Photon International'da yayınlanan yıllık pazar araştırmalarına dayanan veriler. Aachen, Almanya: Foton Avrupa.
Silikon, ticari ve konut güneş enerjisi söz konusu olduğunda tartışmasız pazar lideridir ve genel PV pazar payının nadiren %90'ının altına düşer (yukarıdaki). Aynı zamanda Dünya'da en bol bulunan elementlerden biridir ve temelde “kum” olduğu için hemen hemen her yerde ve her kıtada bulunabilir. Ucuz ve elde edilmesi kolaydır, ancak muhtemelen fark etmişsinizdir, güneşli bir günde bir USB kablosunu plaja takıp telefonunuzu şarj edemezsiniz. Bunun nedeni, silikon bazlı PV hücrelerinin sıradan silikondan yapılmamasıdır.
Bunun yerine, PV hücreleri kristal silikondan yapılmıştır. Bu, kristale dönüşmesi için kimyasal olarak işlenmiş ve işlenmiş silikondur. Bunu gerçekleştirmenin birkaç farklı yolu vardır, ancak bir kez yapıldığında, bir sonraki adım kristali "gofret" adı verilen süper ince dilimler halinde kesmektir. Buradan, gofretin iki tarafı elektriğin yalnızca bir yönde akabilmesi için işlenir. Bu, gofretin serbest elektronların akışını kontrol eden bir "diyot" gibi davranmasını sağlar (bu kelimeyi unutmayın, daha sonra tekrar gelecektir).
Unutmayın: bu elektron akışı is elektrikve bu elektriği ampullere, elektrik motorlarına veya pillere yönlendirme yeteneği, güneş enerjisini insanlar için faydalı kılan şeydir. Silikon gibi PV malzemeleri her zaman fotonları emer ve elektronları serbest bırakır; güneş enerjisi teknolojisi bu elektronlardan yararlanır ve onları bizim için çalıştırır.
SONRAKİ YUKARI
Artık ışığın, güneş ışığını emerken atomların elektron saçmasına neden olarak nasıl elektrik oluşturduğunu ve kristalize silikondan PV hücrelerinin üretiminin elektronların hareketini (veya "akışını") yakalamaya ve kontrol etmeye nasıl yardımcı olduğunu öğrendiğinize göre, Güneş enerjisinin nasıl çalıştığı hakkında başınızı belaya sokmak için yeterince bilginiz olduğunu söylemek muhtemelen güvenlidir. Ama merak etmeyin, güneş enerjisi eğitiminize bir sonraki bölümde devam ederek sizi beladan uzak tutacağız. CleanTechnica Güneş Enerjisi Rehberi: GÜNEŞ ENERJİSİ NASIL ÇALIŞIR | GÜNEŞİN ERKEN TARİHİ.
Orijinal içerik CleanTechnica.
CleanTechnica'nın özgünlüğünü takdir etmek ister misiniz? Bir CleanTechnica Üyesi, Destekleyen, Teknisyen veya Büyükelçi - veya bir patron Patreon.
