شرق (نوبة)
من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
You've probably seen calculators that have solar cells -- calculators that never need batteries, and in some cases don't even have an off button. As long as you have enough light, they seem to work forever. You may have seen larger solar panels -- on emergency road signs or call boxes, on buoys, even in parking lots to power lights. Although these larger panels aren't as common as solar powered calculators, they're out there, and not that hard to spot if you know where to look. There are solar cell arrays on satellites, where they are used to power the electrical systems. You have probably also been hearing about the "solar revolution" for the last 20 years -- the idea that one day we will all use free electricity from the sun. This is a seductive promise: On a bright, sunny day, the sun shines approximately 1,000 watts of energy per square meter of the planet's surface, and if we could collect all of that energy we could easily power our homes and offices for free.
Photo courtesy DOE/NREL Photo credit SunLine Transit Agency Solar panels absorb energy to produce hydrogen at SunLine Transit Agency. In this article, we will examine solar cells to learn how they convert the sun's energy directly into electricity. In the process, you will learn why we are getting closer to using the sun's energy on a daily basis, and why we still have more research to do before the process becomes cost effective.
Can oil be replaced?
Viable alternative energy sources remain elusive. Improving solar and hydrogen technologies may narrow the gap. What do you think will replace oil?
Converting Photons to Electrons The solar cells that you see on calculators and satellites are photovoltaic cells or modules (modules are simply a group of cells electrically connected and packaged in one frame). Photovoltaics, as the word implies (photo = light, voltaic = electricity), convert sunlight directly into electricity. Once used almost exclusively in space, photovoltaics are used more and more in less exotic ways. They could even power your house. How do these devices work? Photovoltaic (PV) cells are made of special materials called semiconductors such as silicon, which is currently the most commonly used. Basically, when light strikes the cell, a certain portion of it is absorbed within the semiconductor material. This means that the energy of the absorbed light is transferred to the semiconductor. The energy knocks electrons loose, allowing them to flow freely. PV cells also all have one or more electric fields that act to force electrons freed by light absorption to flow in a certain direction. This flow of electrons is a current, and by placing metal contacts on the top and bottom of the PV cell, we can draw that current off to use externally. For example, the current can power a calculator. This current, together with the cell's voltage (which is a result of its built-in electric field or fields), defines the power (or wattage) that the solar cell can produce. That's the basic process, but there's really much more to it. Let's take a deeper look into one example of a PV cell: the single crystal silicon cell. Silicon has some special chemical properties, especially in its crystalline form. An atom of silicon has 14 electrons, arranged in three different shells. The first two shells, those closest to the center, are completely full. The outer shell, however, is only half full, having only four electrons. A silicon atom will always look for ways to fill up its last shell (which would like to have eight electrons). To do this, it will share electrons with four of its neighbor silicon atoms. It's like every atom holds hands with its neighbors, except that in this case, each atom has four hands joined to four neighbors. That's what forms the crystalline structure, and that structure turns out to be important to this type of PV cell. We've now described pure, crystalline silicon. Pure silicon is a poor conductor of electricity because none of its electrons are free to move about, as electrons are in good conductors such as copper. Instead, the electrons are all locked in the crystalline structure. The silicon in a solar cell is modified slightly so that it will work as a solar cell. A solar cell has silicon with impurities -- other atoms mixed in with the silicon atoms, changing the way things work a bit. We usually think of impurities as something undesirable, but in our case, our cell wouldn't work without them. These impurities are actually put there on purpose. Consider silicon with an atom of phosphorous here and there, maybe one for every million silicon atoms. Phosphorous has five electrons in its outer shell, not four. It still bonds with its silicon neighbor atoms, but in a sense, the phosphorous has one electron that doesn't have anyone to hold hands with. It doesn't form part of a bond, but there is a positive proton in the phosphorous nucleus holding it in place. When energy is added to pure silicon, for example in the form of heat, it can cause a few electrons to break free of their bonds and leave their atoms. A hole is left behind in each case. These electrons then wander randomly around the crystalline lattice looking for another hole to fall into. These electrons are called free carriers, and can carry electrical current. There are so few of them in pure silicon, however, that they aren't very useful. Our impure silicon with phosphorous atoms mixed in is a different story. It turns out that it takes a lot less energy to knock loose one of our "extra" phosphorous electrons because they aren't tied up in a bond -- their neighbors aren't holding them back. As a result, most of these electrons do break free, and we have a lot more free carriers than we would have in pure silicon. The process of adding impurities on purpose is called doping, and when doped with phosphorous, the resulting silicon is called N-type ("n" for negative) because of the prevalence of free electrons. N-type doped silicon is a much better conductor than pure silicon is. Actually, only part of our solar cell is N-type. The other part is doped with boron, which has only three electrons in its outer shell instead of four, to become P-type silicon. Instead of having free electrons, P-type silicon ("p" for positive) has free holes. Holes really are just the absence of electrons, so they carry the opposite (positive) charge. They move around just like electrons do. The interesting part starts when you put N-type silicon together with P-type silicon. Remember that every PV cell has at least one electric field. Without an electric field, the cell wouldn't work, and this field forms when the N-type and P-type silicon are in contact. Suddenly, the free electrons in the N side, which have been looking all over for holes to fall into, see all the free holes on the P side, and there's a mad rush to fill them in.
The Anatomy of a Cell Before now, our silicon was all electrically neutral. Our extra electrons were balanced out by the extra protons in the phosphorous. Our missing electrons (holes) were balanced out by the missing protons in the boron. When the holes and electrons mix at the junction between N-type and P-type silicon, however, that neutrality is disrupted. Do all the free electrons fill all the free holes? No. If they did, then the whole arrangement wouldn't be very useful. Right at the junction, however, they do mix and form a barrier, making it harder and harder for electrons on the N side to cross to the P side. Eventually, equilibrium is reached, and we have an electric field separating the two sides.
The effect of the electric field in a PV cell This electric field acts as a diode, allowing (and even pushing) electrons to flow from the P side to the N side, but not the other way around. It's like a hill -- electrons can easily go down the hill (to the N side), but can't climb it (to the P side). So we've got an electric field acting as a diode in which electrons can only move in one direction. Let's see what happens when light hits the cell. When light, in the form of photons, hits our solar cell, its energy frees electron-hole pairs. Each photon with enough energy will normally free exactly one electron, and result in a free hole as well. If this happens close enough to the electric field, or if free electron and free hole happen to wander into its range of influence, the field will send the electron to the N side and the hole to the P side. This causes further disruption of electrical neutrality, and if we provide an external current path, electrons will flow through the path to their original side (the P side) to unite with holes that the electric field sent there, doing work for us along the way. The electron flow provides the current, and the cell's electric field causes a voltage. With both current and voltage, we have power, which is the product of the two.
Operation of a PV cell How much sunlight energy does our PV cell absorb? Unfortunately, the most that our simple cell could absorb is around 25 percent, and more likely is 15 percent or less. Why so little? Visible light is only part of the electromagnetic spectrum. Electromagnetic radiation is not monochromatic -- it is made up of a range of different wavelengths, and therefore energy levels. (See How Special Relativity Works for a good discussion of the electromagnetic spectrum.) Light can be separated into different wavelengths, and we can see them in the form of a rainbow. Since the light that hits our cell has photons of a wide range of energies, it turns out that some of them won't have enough energy to form an electron-hole pair. They'll simply pass through the cell as if it were transparent. Still other photons have too much energy. Only a certain amount of energy, measured in electron volts (eV) and defined by our cell material (about 1.1 eV for crystalline silicon), is required to knock an electron loose. We call this the band gap energy of a material. If a photon has more energy than the required amount, then the extra energy is lost (unless a photon has twice the required energy, and can create more than one electron-hole pair, but this effect is not significant). These two effects alone account for the loss of around 70 percent of the radiation energy incident on our cell. Why can't we choose a material with a really low band gap, so we can use more of the photons? Unfortunately, our band gap also determines the strength (voltage) of our electric field, and if it's too low, then what we make up in extra current (by absorbing more photons), we lose by having a small voltage. Remember that power is voltage times current. The optimal band gap, balancing these two effects, is around 1.4 eV for a cell made from a single material. We have other losses as well. Our electrons have to flow from one side of the cell to the other through an external circuit. We can cover the bottom with a metal, allowing for good conduction, but if we completely cover the top, then photons can't get through the opaque conductor and we lose all of our current (in some cells, transparent conductors are used on the top surface, but not in all). If we put our contacts only at the sides of our cell, then the electrons have to travel an extremely long distance (for an electron) to reach the contacts. Remember, silicon is a semiconductor -- it's not nearly as good as a metal for transporting current. Its internal resistance (called series resistance) is fairly high, and high resistance means high losses. To minimize these losses, our cell is covered by a metallic contact grid that shortens the distance that electrons have to travel while covering only a small part of the cell surface. Even so, some photons are blocked by the grid, which can't be too small or else its own resistance will be too high. There are a few more steps left before we can really use our cell. Silicon happens to be a very shiny material, which means that it is very reflective. Photons that are reflected can't be used by the cell. For that reason, an antireflective coating is applied to the top of the cell to reduce reflection losses to less than 5 percent. The final step is the glass cover plate that protects the cell from the elements. PV modules are made by connecting several cells (usually 36) in series and parallel to achieve useful levels of voltage and current, and putting them in a sturdy frame complete with a glass cover and positive and negative terminals on the back.
Basic structure of a generic silicon PV cell Single crystal silicon isn't the only material used in PV cells. Polycrystalline silicon is also used in an attempt to cut manufacturing costs, although resulting cells aren't as efficient as single crystal silicon. Amorphous silicon, which has no crystalline structure, is also used, again in an attempt to reduce production costs. Other materials used include gallium arsenide, copper indium diselenide and cadmium telluride. Since different materials have different band gaps, they seem to be "tuned" to different wavelengths, or photons of different energies. One way efficiency has been improved is to use two or more layers of different materials with different band gaps. The higher band gap material is on the surface, absorbing high-energy photons while allowing lower-energy photons to be absorbed by the lower band gap material beneath. This technique can result in much higher efficiencies. Such cells, called multi-junction cells, can have more than one electric field. Powering a House Now that we have our PV module, what do we do with it? What would you have to do to power your house with solar energy? Although it's not as simple as just slapping some modules on your roof, it's not extremely difficult to do, either. First of all, not every roof has the correct orientation or angle of inclination to take advantage of the sun's energy. Non-tracking PV systems in the Northern Hemisphere should point toward true south (this is the orientation). They should be inclined at an angle equal to the area's latitude to absorb the maximum amount of energy year-round. A different orientation and/or inclination could be used if you want to maximize energy production for the morning or afternoon, and/or the summer or winter. Of course, the modules should never be shaded by nearby trees or buildings, no matter the time of day or the time of year. In a PV module, even if just one of its 36 cells is shaded, power production will be reduced by more than half. If you have a house with an unshaded, south-facing roof, you need to decide what size system you need. This is complicated by the facts that your electricity production depends on the weather, which is never completely predictable, and that your electricity demand will also vary. These hurdles are fairly easy to clear. Meteorological data gives average monthly sunlight levels for different geographical areas. This takes into account rainfall and cloudy days, as well as altitude, humidity, and other more subtle factors. You should design for the worst month, so that you'll have enough electricity all year. With that data, and knowing your average household demand (your utility bill conveniently lets you know how much energy you use every month),there are simple methods you can use to determine just how many PV modules you'll need. You'll also need to decide on a system voltage, which you can control by deciding how many modules to wire in series. You may have already guessed a couple of problems that we'll have to solve. First, what do we do when the sun isn't shining? Certainly, no one would accept only having electricity during the day, and then only on clear days, if they have a choice. We need energy storage -- batteries. Unfortunately, batteries add a lot of cost and maintenance to the PV system. Currently, however, it's a necessity if you want to be completely independent. One way around the problem is to connect your house to the utility grid, buying power when you need it and selling to them when you produce more than you need. This way, the utility acts as a practically infinite storage system. The utility has to agree, of course, and in most cases will buy power from you at a much lower price than their own selling price. You will also need special equipment to make sure that the power you sell to your utility is synchronous with theirs -- that it shares the same sinusoidal waveform and frequency. Safety is an issue as well. The utility has to make sure that if there's a power outage in your neighborhood, your PV system won't try to feed electricity into lines that a lineman may think is dead. This is called islanding. If you decide to use batteries, keep in mind that they will have to be maintained, and then replaced after a certain number of years. The PV modules should last 20 years or more, but batteries just don't have that kind of useful life. Batteries in PV systems can also be very dangerous because of the energy they store and the acidic electrolytes they contain, so you'll need a well-ventilated, non-metallic enclosure for them. Although several different kinds of batteries are commonly used, the one characteristic they should all have in common is that they are deep-cycle batteries. Unlike your car battery, which is a shallow-cycle battery, deep-cycle batteries can discharge more of their stored energy while still maintaining long life. Car batteries discharge a large current for a very short time -- to start your car -- and are then immediately recharged as you drive. PV batteries generally have to discharge a smaller current for a longer period (such as all night), while being charged during the day. The most commonly used deep-cycle batteries are lead-acid batteries (both sealed and vented) and nickel-cadmium batteries. Nickel-cadmium batteries are more expensive, but last longer and can be discharged more completely without harm. Even deep-cycle lead-acid batteries can't be discharged 100 percent without seriously shortening battery life, and generally, PV systems are designed to discharge lead-acid batteries no more than 40 percent or 50 percent. Also, the use of batteries requires the installation of another component called a charge controller. Batteries last a lot longer if care is taken so that they aren't overcharged or drained too much. That's what a charge controller does. Once the batteries are fully charged, the charge controller doesn't let current from the PV modules continue to flow into them. Similarly, once the batteries have been drained to a certain predetermined level, controlled by measuring battery voltage, many charge controllers will not allow more current to be drained from the batteries until they have been recharged. The use of a charge controller is essential for long battery life. The other problem is that the electricity generated by your PV modules, and extracted from your batteries if you choose to use them, is direct current, while the electricity supplied by your utility (and the kind that every appliance in your house uses) is alternating current. You will need an inverter, a device that converts DC to AC. Most large inverters will also allow you to automatically control how your system works. Some PV modules, called AC modules, actually have an inverter already built into each module, eliminating the need for a large, central inverter, and simplifying wiring issues.
General schematic of a residential PV system with battery storage Throw in the mounting hardware, wiring, junction boxes, grounding equipment, overcurrent protection, DC and AC disconnects and other accessories and you have yourself a system. Electrical codes must be followed (there's a section in the National Electrical Code just for PV), and it's highly recommended that the installation be done by a licensed electrician who has experience with PV systems. Once installed, a PV system requires very little maintenance (especially if no batteries are used), and will provide electricity cleanly and quietly for 20 years or more. If photovoltaics are such a wonderful source of free energy, then why doesn't the whole world run on solar power? Some people have a flawed concept of solar energy. While it's true that sunlight is free, the electricity generated by PV systems is not. As you can see from our discussion of a household PV system, quite a bit of hardware is needed. Currently, an installed PV system will cost somewhere around $9 per peak Watt. To give you an idea of how much a house system would cost, let's consider the Solar House -- a model residential home in Raleigh, North Carolina, with a PV system set up by the North Carolina Solar Center to demonstrate the technology. It's a fairly small home, and it is estimated that its 3.6-kW PV system covers about half of the total electricity needs (this system doesn't use batteries -- it's connected to the grid). Even so, at $9 per Watt, this installed system would cost you around $32,000. That's why PV is usually used in remote areas, far from a conventional source of electricity. Right now, it simply can't compete with the utilities. Costs are coming down as research is being done, however. Researchers are confident that PV will one day be cost effective in urban areas as well as remote ones. Part of the problem is that manufacturing needs to be done on a large scale to reduce costs as much as possible. That kind of demand for PV, however, won't exist until prices fall to competitive levels. It's a Catch-22 situation. Even so, demand and module efficiencies are constantly rising, prices are falling, and the world is becoming increasingly aware of environmental concerns associated with conventional power sources, making photovoltaics a technology with a bright future.
انت تريد ان يكون لها راي حاسبه الخلايا الشمسيه - ان حاسبه لا حاجه بطاريات وفي بعض الحالات وذلك حتي لا يكون من الازرار. طالما لديك ما ضوء ويبدو ، علي اعمال الابد. يمكنك شهدت اكبر الالواح الشمسيه - علامات علي الطريق الطوارء او في صناديق الدعوه والارشاد ، بل في اماكن كثيره في الدوله الاضواء. واكبر هذه اللجان ليست مشتركه للطاقه الكهرباءيه والحاسبات ، وهناك من يقول لا ، وان كان من الصعب علي "تعلمون ان النظر فيها. هناك الخلايا الشمسيه في الصفوف " و، حيث تستخدم نظم الطاقه الكهرباءيه. لديك ايضا ربما كانت جلسه عن "ثوره 2005" منذ 20 عاما - ان فكره واحده واراده كل يوم خاليه من استخدام الكهرباء و الشمس . هذا هو اغراء الوعد : في مشرق ، تسطع اليوم ، والشمس تلمع حوالي 000 جهازا من الطاقه في المتر من كوكب الارض ، واذا استطعنا جمع كل هذه الطاقه ويمكن بسهوله السلطه والمنازل والمكاتب مجانا.
صور المجامله الطاقه (المتجدده بطاقه الاءتمان بين سونلين المرور امتصاص الطاقه الشمسيه لانتاج الهيدروجين في سونلين المرور الوكاله. في هذه الماده ، وسيبحث الخلايا الشمسيه ومعرفه كيفيه تحويل الشمس مباشره الي طاقه الكهرباء. في غضون ذلك ، سيكون لك معرفه لماذا نحن نقترب الي استخدام "الطاقه علي اساس يومي ، ولماذا نحن لا تكون اكثر علي البحث قبل القيام بعمليه حيث تصبح فعاله.
ان استبدال النفط؟
مصادر الطاقه البديله للاستمرار لا بعيد. تحسين التكنولوجيات الشمسيه والهيدروجين يمكن تضييق الفجوه. ماذا ترون محل النفط؟
التحويل الي فوتونات الالكترونات والخلايا الشمسيه التي ترون في الالات والسواتل الخلايا الضوءيه او الوحدات (النماذج هي مجرد مجموعه من الخلايا المتصله بالكهرباء وتجمع في اطار واحد). الطاقه ، ويعني كلمه (صوره الضوء ، فولطي = = الكهرباء) وتحويل الكهرباء الي الشمس مباشره. عندما تستخدم تقريبا في مجال استخدام الطاقه ، واكثر ما في ذلك غرابه الطرق. وحتي ان السلطه منزلك. كيف عمل هذه الاجهزه؟ الضوءيه ( الضوءيه ) مصنوعه من خلايا خاصه تسمي المواد الموصلات ثم ، وهذا هو الوقت الاكثر شيوعا. اساسا ، عندما ضوء الضربات خليه معينه ، وهي جزء من ضمن و الموصلات الماده. هذا يعني ان طاقه استيعابها وتحويلها الي الاضواء واشباه. وافتح الطاقه الكهرباءي ، غير ان تدفق السماح لهم بحريه. جميع الخلايا الضوءيه ايضا احد او اكثر المجالات الكهرباءيه التي تعمل علي تحرير الكترونات من قوه ضوء استيعاب التدفق في اتجاه معين. وتدفق الالكترونات هي الحاليه ، ومن المعادن ضع الاتصالات في القمه والقاع من الخلايا الضوءيه ، ويمكن ان تستفيد من استخدام الحالي الي الخارج. فعلي سبيل المثال ، ان السلطه الحاليه واله حاسبه. هذه الحاله ، ومع الخليه الكهرباءيه (التي هي نتيجه من البناء في مجال الطاقه ومجالات) ، تعرف السلطه (او القدره) ان الخلايا الشمسيه تستطيع انتاج. ان الاساسي في العمليه ، ولكن في الحقيقه هناك الكثير و. وفي نظره اعمق في سبيل نظره واحده من الخلايا الضوءيه : وحيد خليه بنت الشمس. لم تعد بعض المواد الممتلكات الخاصه ، في شكل لا شكل له. الي الذره ثم من 14 وترتيب الالكترونات في ثلاث قذاءف مختلفه. والاولان ، سقطت تلك اقرب الي المركز ، وهي كامله تماما. وعاء الخارجي ، وهي غير كامله ولا نصف الا بعد اربعه الكترونات. وتعد الذره سوف يبحث داءما عن سبل لملء حتي اخر ملم (التي كنا ثمانيه الكترونات). الي ذلك ، وسوف يشارك اربعه من الالكترونات مع جارتها ذرات السليكون. وان في كل ذره تحمل الايدي مع جيرانه ، الا انه في هذه الحاله ، كل ذره ايدي اربعه الي ثلاثه الي اربعه. ان ما يشكل " هدم الهيكل الهيكل ، وان يتحول الي اهميه ان يكون هذا النوع من الخلايا الشمسيه. لقد ورد الان ، ثم شكل نقي. ثم هو مجرد سوء جيد من الكهرباء بسبب اي من الالكترونات هي حريه التنقل ، والالكترونات هي الموصل الجيد في مثل النحاس. والالكترونات ، بل هي في كل البلدان وهدم الهيكل. السليكون في الخلايا الشمسيه هو تعديل طفيف بحيث تعمل خليه شمسيه. خليه شمسيه مع السليكون الشواءب - غير مختلطه مع الذره في ذرات السليكون ، وتغيير طريقه عمل بعض الاشياء. وما اعتقد شيء من شواءب غير مرغوب فيه ، ولكن في حالتنا ، ولا ان خليه من دون عمل. هذه هي الشواءب التي توجد في الواقع الغرض. دراسه مقارنه مع المصنوعه من الذره هنا وهناك ، وربما الي كل دولار صادرات الذره. ماده خمسه الالكترونات الخارجيه في شل ، لا اربعه. ولا السندات مع جاره القريب من الذره ، وفي الاحساس ، وقد اجريت احدي السيارات التي لا تملك اي عقد مع الايدي. ولا تشكل جزءا من السندات ، لكن هناك ايجابيه في بروتون والفوسفور ونواه عقد في مكان. عندما الطاقه اضافه الي السليكون النقي ، فمثلا في شكل الحراره ، ويمكن ان يسبب بعض الالكترونات الي التخلص من السندات وترك الذره. ثقب تركت في كل حاله. هذه الالكترونات ثم تجول في شكل عشواءي والمشبك والنظر الي الوقوع في الحفره. تسمي هذه الالكترونات حريه النقل وان تنفيذ والتيار الكهرباءي. قله منهم فقط في السعوديه ، الا انها ليست مفيده جدا. ونقيه مع ماده السليكون في خلط الذره هي قصه مختلفه. وتبين ان ويستغرق اقل قدر الطاقه الي تداعيات غير واحده من "خارج" ماده الالكترونيات لانها ليست مقيده في سند مع جيرانهم ولا يجري علي ظهره. ونتيجه لذلك ، فان معظم هذه الالكترونات لا تفلت ، ولدينا الكثير من الشركات اكثر حريه وان يكون في القريب فقط. عمليه اضافه الشواءب في الغرض المطلوب المنشطات وعندما ر ، مع الفوسفور ، وادي السليكون يطلق ن النوع ( "ن" السلبيه) بسبب تفشي الالكترونات الحره. ن ر النوع المستخدم هو افضل بكثير من مجرد السعوديه للكهرباء. بالفعل ، الا ان جزءا من الخلايا الشمسيه من نوع ". اما الجزء الاخر من نوع مع اي معوقات ، الا ثلاثه الكترونات في الفضاء بدلا من الصهريج ، لتصبح اربعه نوع ف - ل. بدلا من ان الالكترونات الحره ، نوع ف - السعوديه ( "ف" ايجابيه) قد حفر الحره. ثقوب الواقع مجرد غياب الالكترونات ، وحمل ذلك مقابل رسوم (الايجابيه). وقبل ان تتحرك الالكترونات في ذلك. ولا يبدا بالاهتمام انت "التي تعد من نوع ف - مع نوع السيليكون. تذكر ان كل خليه الضوءيه في اقل من مجال الكهرباء . دون اي مجال الكهرباء ، وحده العمل ، الا ان هذا المجال وفيه اشكال من نوع "ف - وهي النوع المستخدم في الاتصال. فجاه ، والالكترونات الحره في الجانب "، التي كانت تبحث عن كل ثغره عن الوقوع ، في كل انظر الحر ثقوب في وظاءف الجانب ، وهناك وجود مرض يءدي الي سدها.
ومن تشريح خليه قبل الان ، ولم تعد محايده جميع الكهرباءيه. وغير متوازنه من الالكترونات والبروتونات التي في خارج والفوسفور. الالكترونيات والمفقودين (الثقوب) التي كانت من بين المفقودين في البروتونات ومعوقات. عندما الثغر وبين الالكترونات في و ملتقي ن بين نوع ونوع ف - السعوديه ، وان ذلك هو عدم انقطاع. كل ذلك مجانا والالكترونات الحره سد جميع الثغرات؟ رقم اذا فعلوا كل ذلك ، وان لا يكون ترتيب مفيده جدا. وفي الحق ، ان تقاطع ، ولا بين وشكل حاجزا ، وجعل من الصعب علي الالكترونات علي الجانب "والعبور الي الجانب ف. في النهايه ، هو التوازن ، والي وجود مجال الطاقه بين الجانبين.
تاثير الكهرباءي في مجال الخلايا الشمسيه هذا مجال الاعمال الكهرباءيه و كشف وتسمح (بل والدفع) الي تدفق الالكترونات من وظيفه الي جانب والجانب "، وليس العكس. وفي مثل هيل - الكترونات يمكن بسهوله الي اسفل التل (الي جانب ") ، وان لم ترتفع و(الي جانب ف). حتي لقد اصبح مجال كهرباءي يعمل في جهاز واحد الالكترونات التي لا يمكن التحرك في اتجاه واحد. وانظر في ضوء ما يحدث عندما يصل الخلايا. اذا ، وفي ضوء شكل فوتونات والي ان الخلايا الشمسيه والطاقه الكهرباءيه ، يحرر الارض معا. مع كل فوتون الطاقه يكفي عاده خاليه تماما من الالكترونات ، ونتيجه وجود ثقب وخال و. هذا ما يحدث فيه الوثيقه الي الحقل الكهرباءي ، او ان الالكترونات الحره وحريه ثقب يحدث ان تجول في نطاق نفوذها ، وميدان سترسل الالكترونيه الي جانب "والثقب وعلي الجانب ف. واسباب ذلك انقطاع الكهرباء الحياد ، واذا وتوفير الخارجيه الحاليه الطريق ، الكترونات تتدفق عن طريق الاصلي الجانب (ف الجانب) الي توحد مع ثقوب ان الحقل الكهرباءي ارسلت هناك ، هذا العمل بالنسبه لنا علي الطريق. وتدفق الالكترونات علي و الحاليه الخليه ، وفي مجال الكهرباء واسباب محطات . مع كل الجهد والوقت ، وقد الدوله والتي هي نتاج البلدين.
عمليه من الخلايا الضوءيه كم من الشمس الطاقه الشمسيه ولا تستوعب الزنزانه؟ وللاسف ، ان معظم الخلايا البسيطه ان تستوعب حوالي 25 ٪ ، وان اكثر من 15 ٪ او اقل . لماذا حتي لا؟ الضوء المرءي هو الا جزء من و الطيف الكهرومغناطيسي . الاشعاع الكهرومغناطيسي هو لا ازرق - وهو يتالف من مجموعه من الموجات مختلفه ، وبالتالي مستويات الطاقه. () كيف تعمل النسبيه الخاصه علي حسن المناقشه من الطيف الكهرومغناطيسي.) ضوء يمكن فصل في واطوال مختلفه ، ويمكن الاطلاع عليها في شكل قوس. منذ ضوء ذلك الي ان الخلايا قد فوتونات مجموعه كبيره من الطاقه ، وتبين ان البعض منهم قد لا يكفي الطاقه الي شكل الكتروني ، فتحه زوج. وعندما لا يصدر عن الخليه وكذلك اذا كان شفافا. لا غيرها الكثير مما لم فوتونات الطاقه. الا قدرا من الطاقه ، في قياس التيار الالكتروني (2010) وحددها خليه الماده (حوالي 2010 - علي شكل السيليكون) ، لا حاجه له الي احد الاعلام الالكتروني. وهذه الكلمه و نطاق الفجوه الطاقه من المواد. اذا كان التصوير قد يزيد الطاقه من المبلغ المطلوب ، ثم عن الطاقه المفقوده (ما هو التصوير قد ضعف الطاقه اللازمه ، ويمكن ايجاد اكثر من احد الالكترونات - ثقب الزوج ، لكن هذا التاثير ليس كبيرا). اثار هذان حده الحساب خساره حوالي 70 ٪ من الطاقه والاشعاع والخلايا في الحادث. ولماذا لا يمكن اختيار المواد ذات الترددات المنخفضه فعلا ، وبين ما يمكن استخدامه اكثر من فوتونات؟ للاسف ، ان نطاق الفجوه كما يحدد قوه (التيار) من الحقل الكهرباءي ، ولو انها منخفضه جدا ، ثم ما وتعويضه عن الحاليه (التي تستوعب اكثر فوتونات) ، ويفقد من وصغيره الجهد. يذكر ان بعض محطات الطاقه الحاليه. الامثل نطاق الفجوه بين الطرفين ، ولا حول واثار - 2010 علي خليه واحده من تقدم مادي. وقد والخساءر وغيرها. وقد تدفق الالكترونات من جانب واحد من خليه الي اخري عن طريق داءره الخارجيه. ولا تغطي القاع مع معدنيه ، تسمح حسن التوصيل ، لكن اذا وبالكامل لتغطيه القمه ، ثم فوتونات ان لا يخترقه ومبهمه للكهرباء ونحن نفقد كل الراهنه (في بعض الخلايا ، شفافه الموصلات تستخدم في اعلي السطح ، لكن ليس في كل). واذا وضعنا في هذه الاتصالات الا ان خليه من الجانبين ، ثم ان الالكترونات والسفر لمسافات طويله جدا (الكتروني) الي ان والاتصالات. ثم يتذكر ، هي اشباه - والذي لا قرابه وعلاقات معدنيه ونقل الحالي. المقاومه الداخليه (طلب سلسله المقاومه ) وهي مرتفعه وعاليه المقاومه يعني ارتفاع الخساءر. الي حد هذه الخساءر ، وهي الخلايا التي يشملها معدني الاتصال بالشبكه التي تقصر المسافه التي قد السفر الي الكترونات وتغطي الا جزءا يسيرا من سطح الخليه. رغم ذلك ، بعض من فوتونات مسدود "، والتي لا ينبغي ان تكون صغيره او اخر هي المقاومه ستكون عاليه جدا. هناك بعض الخطوات قبل نحو اليسار والواقع ان استخدام الخلايا. ثم يحدث ان تكون المواد لماع جدا ، مما يعني ان وجدا معبره. فوتونات ان ترد لا يمكن ان تستخدمها الخلايا. لهذا السبب ، انتيريفليكتيفي التغليف يطبق علي راس خليه التفكير في تقليل الخساءر الي اقل من 5 ٪. وهي الخطوه الاخيره تشمل اللوحه الزجاجيه ان يحمي الخلايا من العناصر. الضوءيه نماذج يتم ربط عده خلايا (عاده 36) في مجموعه والموازيه الي تحقيق فاءده مستويات من الجهد والوقت ، وضع بصوره متوازنه الاطار الكامل مع الزجاج لتغطيه والايجابيه والسلبيه النهاءيه علي ظهره.
البنيه الاساسيه في الخلايا الضوءيه عام السليكون ثم يوضح احد ليس فقط المواد المستخدمه في الخلايا الشمسيه. ثم هي ايضا متعدده تستخدم في محاوله تخفيض تكاليف التصنيع ، وعن خلايا غير فعاله واضحه واحده السليكون. حبات الرمال ، التي قد لا هدم الهيكل ، هو ايضا ، مره استخدمت في محاوله لتخفيض تكاليف الانتاج. تشمل المواد الاخري المستخدمه ارسنيد الغاليوم ، الانديوم سيلينيت النحاس والكادميوم كد. ان مختلف المواد المختلفه ، والثغرات نطاق تبدو "كيف" علي موجات مختلفه ، او من فوتونات الطاقه المختلفه. والطريق كفاءه تحسنت هو استخدام اثنين او اكثر من مستويات مختلفه مع مختلف المواد الموجوده النطاق. واعلي نطاق الفجوه الماديه علي الارض ، واستيعاب فوتونات الطاقه العاليه والمنخفضه مما فوتونات الطاقه علي استيعاب اقل من تحت نطاق الفجوه الماديه. هذا الاسلوب لا يءدي الي تحقيق اعلي بكثير. ودعت هذه الخلايا - طرق متعدده الخلايا وان اكثر من مجال الكهرباء.
القوه منزل والان لدينا وحده الضوءيه ماذا نفعل مع من؟ ما عليك ان تفعله السلطه منزلك مع الطاقه الشمسيه؟ وهو ليس فقط مجرد واللطم في بعض الوحدات ، وان السقف الذي لا غايه الصعوبه ، اما لا. اولا ، لا سقف له كل الصحيحه التوجه او زاويه ميل الاستفاده من طاقه الشمس. غير تتبع النظم الشمسيه في النصف الشمالي من الكره الارضيه الي القول ان نقطه الجنوب (وهذا هو التوجه). ويمكن ان تميل في زاويه تساوي خط المنطقه علي استيعاب اكبر قدر ممكن من الطاقه علي مدار السنه. مختلفه التوجه و) او الميل يمكن استخدامها اذا اردت ان تزيد الطاقه الانتاجيه في الصباح او المساء ، و/ او الصيف او الشتاء. طبعا ، ان هذه الوحدات لن تكون مغطاه من الاشجار او المباني المجاوره ، لا من مساله وقت في اليوم او في السنه مره. في الضوءيه حده ، بل كان واحدا من 36 من تظليل الخلايا لانتاج الطاقه ، ستخفض باكثر من النصف. اذا كانت لديك منزل غير مظلل ، مع الجنوب ، تواجه كل تريدون ان تقرر حجم نظام ما تريدون. ومما يزيد الامر تعقيدا ان هذه الحقاءق ان انتاج الكهرباء يعتمد علي الطقس ، التي لا يمكن ابدا بالكامل ، وان الطلب علي الكهرباء سوف تختلف ايضا. هذه العقبات هي سهله الي حد واضح. بيانات الارصاد المتوسط الشهري يعطي الضوء علي مستويات مختلفه المناطق الجغرافيه. وتاخذ في الاعتبار ايام الامطار واضحه ، فضلا عن ارتفاع ، الرطوبه ، وعوامل اخري اكثر دقه. ان لكم علي وضع اسوا ، ذلك الشهر الذي انت فيه الكهرباء عندما يكون جميع السنه. مع ان البيانات ، ومعرفتي الاسره متوسط الطلب (مرفق به قانون ملاءم يتيح لك معرفه مقدار الطاقه لك استخدام كل شهر) ، وهي اساليب بسيطه يمكنك استخدامها لتحديد مدي من الوحدات الضوءيه you’ll الحاجه. you’ll ايضا الحاجه الي تقرير عن النظام الكهرباءي ، التي يمكنك التحكم بها من خلال قرار علي حده في مجموعه شاءكه. انت قد خمنت بالفعل من مشاكل زوجيه وان افضل حل لها. اولا ، ماذا نفعل عندما لا الشمس مشرقه؟ بالتاكيد لا ، ولن تقبل الا ان الكهرباء اثناء النهار ، وذلك فقط في الايام اضحه ، اذا كان لها الاختيار. والحاجه تخزين الطاقه -- بطاريات . والبطاريات ، اضافه الي الكثير من الصيانه والتكاليف الي نظام الطاقه. ولكن حاليا ، وفي ضروره اذا اردت ان تكون مستقله تماما. وفي حال وصل الي المشكله في منزلك خدمات الشبكه وانت شراء الطاقه والحاجه الي البيع ومن انت يا تنتج اكثر من الحاجه. بهذه الطريقه ، وفاءده العمليه بمثابه نهايه نظام التخزين. وقد اتفق علي استخدام وبالطبع ، وفي معظم الحالات سوف يشتري منك في السلطه اقل بكثير من الاسعار الخاصه علي سعر البيع. انت ايضا تحتاج الي معدات خاصه للتاكد من ان سلطه بعت لكم الفاءده مع مع لهم - وان يشارك نفس موجه التردد والاهتزاز. سلامه وهي مساله و. وفاءده ان نتاكد ان كان هناك اي انقطاع الكهرباء في حي لكم ، ان الضوءيه النظام لن يسعي الي توفير الكهرباء في الخطوط ان العامل قد اعتقد ميت. هذا هو المطلوب يسلاندينغ . اذا قررتم استخدام البطاريات ، اذ ان العيش في وسيتعين علي عن ذلك ، وبعد عدد معين من السنوات. الوحدات الضوءيه وان اخر 20 عاما او اكثر ، وبطاريات الذي لا فاءده هذا النوع من الحياه. البطاريات الشمسيه في نظم ايضا ان تكون خطيره جدا لان من الطاقه وتخزينها والسواءل والمنحلات بالكهرباء ويتضمن ذلك ، you’ll ضروره جيد التهويه وغير الفلزيه الضميمه عليها. والعديد من مختلف انواع البطاريات المستخدمه ، والخصاءص التي يجب ان تكون موحده في جميع انها دوره العميقه بطاريات . غير ان بطاريه السياره وهي بطاريه سطحيه دوره العميق ، ان اداء دوره بطاريات اكثر من مخزون الطاقه والمحافظه لا حياه طويله. بطاريات السيارات انجاز كبير الحاليه لفتره قصيره جدا - ان تبدا سيارتك - وبعد ذلك مباشره حمله اعاده انتم. البطاريات الشمسيه عموما علي اداء اصغر الحاليه لفتره اطول (مثل كل ليله) ، والتي حملت في اليوم. الاكثر شيوعا في اعماق دوره بطاريات الرصاص الحمضيه بطاريات (كل مغلق والناس) و النيكل - الكادميوم البطاريات. - بطاريات النيكل والكادميوم وهي اكثر تكلفه واطول وان تكون اكثر ذمه تماما دون ضرر. حتي اعماق دوره بطاريات الرصاص الحمضيه لا يمكن تصريفه 100 ٪ خطير دون تقصير حياه البطاريه ، وعموما ، النظم الشمسيه تهدف الي النهوض بطاريات الرصاص الحمضيه اي اكثر من 40 ٪ او 50 ٪. ايضا ، واستخدام بطاريات يتطلب تركيب عنصر اخر يسمي المسءول المالي . بطاريات الكثير الماضي بعد ان تولي عنايه بحيث لا تزيد او استاثرت كثيرا. ان تحميل المراه ما لا المراقب. مره والبطاريات ، وتحمل كامل المسءوليه المراقب الحالي ولا من وحدات الطاقه علي الاستمرار في التدفق اليها. ومره ، والبطاريات قد ادت الي بعض محدده ، يسيطر عليها قياس بطاريه الجهد الكثير ، المسءول المالي لن يسمح اكثر الحالي الي مزيد من المضادات يتم تجميعها. اتباع المراقب هو المسءول الاساسي عن بطاريه طويله العمر. والمشكله الاخري هي ان الكهرباء المولده من ان الضوءيه الوحدات ، وانتزعت من ان بطاريات اذا كنت تفضل استخدام هذه ، هي المباشره الراهنه ، والكهرباء التي قدمتها لكم الفاءده (واللطيفه ان كل الاجهزه في منزلك استخدام) من النوع الحالي. تحتاجون الي الدقيقه وسيله تءدي الي ان شركه سي. اهم المقومات الكبيره ستسمح لك تلقاءيا الي تحديد كيف ان النظام يعمل. بعض الوحدات الضوءيه ، دعا فاز الوحدات وفي الحقيقه يكون قد بني في الدقيقه كل علي حده ، علي ضروره وضع حد وسط الدقيقه والاسلاك وتبسيط القضايا.
من المخطط العام سكني الضوءيه مع البطاريه نظام التخزين رمي في والمعدات الكهرباءيه واقامه طرق وصناديق المعدات ، وايقاف تيار كهرباءي عالي حمايه سي سي ، وفصل الملحقات وغيرها ولكم انتم النظام. الكهرباء قواعد يجب اتباعها (وفي باب في الوطنيه وقانون الكهرباء فقط الضوءيه) ، وهو المستوي الذي اوصي باقامه يقوم المرخص الكهرباءي الذي يملك خبره مع انظمه الطاقه. بعد تركيب نظام الضوءيه ، ولا تتطلب صيانه جدا (خاصه اذا لم تستخدم البطاريات) ، وستوفر الكهرباء بهدوء وستقسم الي 20 سنه او اكثر. ان هذه المواد هي مصدر راءع من الطاقه النوويه ، فلماذا لا تبادر مع كل العالم علي الطاقه الشمسيه؟ بعض الناس لها مفهوم خاطء من الطاقه الشمسيه. وصحيح ان الشمس هي حره ، ومن الطاقه الكهرباءيه المتولده من نظم لا. كما ترون ان من مناقشه اي نظام الاسره الضوءيه ، لا باس من بعض الاجهزه اللازمه. حاليا ، الي تركيب نظام التكاليف الضوءيه في مكان 9 دولار في ذروه « . لاعطيكم فكره عن مدي منزل النظام ، وحيث ان النظر في و 2005 منزل - منزل سكني نموذجي في ريلاي ، شمال كارولينا ، مع نظام المجموعه الشمسيه التي تصل شمال كارولينا 2005 مركز اظهار التكنولوجيا. وفي حد المنزل الصغيره ، ويقدر ان 3،6 في 5335 - الضوءيه تغطي نحو 50 في الماءه من مجموع احتياجات الطاقه (هذا النظام لا يستخدم بطاريات - والذي ربط الشبكه). بل وحتي في قدره 9 في تركيب الخليه ، وحيث ان نظام توزيع حوالي 000 دولار. ان السبب هو في الضوءيه المستخدمه عاده في مناطق ناءيه وبعيده عن مصدر الكهرباء التقليديه. الان فقط ، ولا يمكن ان تتنافس مع المرافق. تنخفض تكاليف البحث ويجري ، لكن. اثقون ان الباحثين الضوءيه يوما فعاليه التكاليف في المناطق الحضريه والناءيه منها. وجزء من المشكله هو ان التصنيع لا بد من القيام علي نطاق واسع الي خفض التكاليف قدر الامكان. هذا النوع من الطلب علي الطاقه ، ولكن لا توجد حتي تنخفض الاسعار الي مستويات تنافسيه. وهو الذي امسك 22 حاله. حتي ذلك الطلب ، وتحقيق الوحده باستمرار وارتفاع الاسعار لا تقع ، وان العالم اصبح اكثر ادراكا من المخاوف البيءيه المرتبطه التقليديه مصادر الطاقه والمواد جعل التكنولوجيا في مستقبل مشرق. لمزيد من المعلومات عن الخلايا الشمسيه والمواضيع المتصله بها ، مما الروابط في الصفحه التاليه.