Quel est le principe de la production d'énergie solaire ?
Feb 10, 2023
À mesure que les types de cellules solaires continuent d'augmenter, la gamme d'applications est de plus en plus large et l'échelle du marché s'étend progressivement. Au début, l'utilisation deproduction d'énergie solaireétait principalement utilisé dans les domaines militaire et aérospatial. À l'heure actuelle, l'énergie solaire est entrée dans les secteurs de l'industrie, du commerce, de l'agriculture, des communications, des appareils électroménagers et des services publics. Les applications de l'énergie solaire sont divisées en plusieurs domaines : petites centrales solaires à usage domestique, grandes centrales électriques connectées au réseau, murs-rideaux en verre photovoltaïque intégrés au bâtiment, lampadaires solaires, lampadaires complémentaires éoliens et solaires, systèmes d'alimentation électrique complémentaires éoliens et solaires , par exemple : lampes de jardin solaires ; systèmes d'utilisateurs d'énergie solaire; en particulier des systèmes indépendants pour l'alimentation électrique des villages, qui peuvent être utilisés dans les zones reculées, les montagnes, les déserts, les îles et les zones rurales pour économiser des lignes de transmission coûteuses ; et pompes à eau photovoltaïques (eau potable ou irrigation) ; alimentation de communication ; protection cathodique des oléoducs ; alimentation d'une station de communication par fibre optique ; système de dessalement d'eau de mer ; signalisation routière dans les villes; panneaux de signalisation routière, etc.
La production d'énergie solaire est obtenue en utilisant l'énergie solaire et les propriétés électroniques des matériaux semi-conducteurs pour générer de l'électricité.
1. Le principe de la production d'énergie solaire (production d'énergie photovoltaïque): la lumière du soleil brille sur la jonction pn semi-conductrice, la formation de nouvelles paires trou-électron, dans le champ électrique de la jonction pn, les trous de la région n à la région p, les électrons de la région p à la région n, le circuit est connecté à la formation de courant. C'est le principe de fonctionnement de la cellule solaire à effet photoélectrique. (Comme indiqué sur la figure :)
2. L'énergie solaire de deux manières: l'une est la méthode de conversion lumière-chaleur-électricité, l'autre est la méthode de conversion directe lumière-électricité.
A. Méthode de conversion lumière-thermique-électricité : en utilisant l'énergie thermique générée par le rayonnement solaire pour générer de l'électricité, généralement par des capteurs solaires pour convertir l'énergie thermique absorbée en vapeur de la masse de travail, puis entraîner la turbine pour générer de l'électricité. Le premier processus est le processus de conversion lumière-chaleur ; ce dernier processus est le processus de conversion de la chaleur en électricité, identique à la production d'énergie thermique ordinaire.
B. Lumière directe - méthode de conversion de l'électricité (production d'énergie photovoltaïque): l'utilisation de l'effet photoélectrique, l'énergie du rayonnement solaire directement en électricité. Le dispositif de base de la conversion lumière - électricité est la cellule solaire.
Les cellules solaires sont une conversion directe de l'énergie solaire en énergie électrique en raison de l'effet photovoltaïque, est une photodiode semi-conductrice. Lorsque la lumière du soleil éclaire la photodiode, la photodiode transforme l'énergie lumineuse du soleil en énergie électrique (voir figure). Ceci est facile à mettre en œuvre et moins coûteux, et a été largement utilisé.
Matériaux pouvant produire un effet photovoltaïque : silicium monocristallin, silicium polycristallin, silicium amorphe, arséniure de gallium, séléniure de cuivre-indium, etc. Le silicium cristallin de type P est dopé au phosphore pour obtenir du silicium de type N, formant une jonction PN. Le silicium cristallin est le matériau de base des cellules, et les cellules solaires préparées avec des matériaux en silicium cristallin comprennent principalement : les cellules solaires en silicium monocristallin, les cellules solaires en silicium polycristallin coulé, les cellules solaires en silicium amorphe et les cellules en silicium cristallin à couche mince. Les cellules en silicium monocristallin ont les caractéristiques d'une efficacité de conversion cellulaire élevée et d'une bonne stabilité, mais le coût est élevé ; les cellules solaires en silicium amorphe ont les caractéristiques d'une efficacité de production élevée et d'un faible coût, mais l'efficacité de conversion est faible et l'efficacité décroît relativement rapidement ; les cellules solaires en silicium polycristallin de coulée ont une efficacité de conversion stable et le rapport performance / prix le plus élevé; les cellules solaires en silicium cristallin à couches minces sont au stade de la recherche et du développement. Les cellules solaires de la série silicium, les cellules en silicium monocristallin et en silicium polycristallin continuent de dominer le marché du PV, la proportion de silicium monocristallin et de silicium polycristallin a dépassé 80 %.
Le processus de production de cellules solaires peut être grossièrement divisé en cinq étapes : le processus de purification, le processus d'étirage des tiges, le processus de tranchage, le processus de fabrication des cellules et le processus d'emballage.
Le processus de production d'énergie solaire.
Prenons maintenant le cristal comme exemple pour décrire le processus de génération de lumière. Lorsque la lumière brille sur la surface de la cellule solaire, une partie des photons est absorbée par le matériau en silicium ; l'énergie des photons est transférée aux atomes de silicium, provoquant des transitions d'électrons, et les électrons libres se regroupent des deux côtés de la jonction PN pour former une différence de potentiel, et lorsque le circuit est connecté à l'extérieur, un courant circulera à travers le circuit externe pour produire une certaine puissance de sortie sous l'action de la tension. Lorsque de nombreuses cellules sont connectées en série ou en parallèle, un réseau de cellules solaires avec une grande puissance de sortie peut être formé.
