Năng lượng Mặt Trời

Năng lượng Mặt Trờinăng lượng của dòng bức xạ điện từ xuất phát từ Mặt Trời, cộng với một phần nhỏ năng lượng của các hạt hạ nguyên tử khác phóng ra từ ngôi sao này. Dòng năng lượng này sẽ tiếp tục phát ra cho đến khi phản ứng hạt nhân trên Mặt Trời hết nhiên liệu, vào khoảng 5 tỷ năm nữa.

Năng lượng bức xạ điện từ của Mặt Trời tập trung tại vùng quang phổ nhìn thấy. Mỗi giây trôi qua, Mặt Trời giải phóng ra không gian xung quanh 3,827×1026 joule.

Năng lượng Mặt Trời là một nguồn năng lượng quan trọng điều khiển các quá trình khí tượng học và duy trì sự sống trên Trái Đất. Ngay ngoài khí quyển Trái Đất, cứ mỗi một mét vuông diện tích vuông góc với ánh nắng Mặt Trời, chúng ta thu được dòng năng lượng khoảng 1.400 joule trong một giây.

Tận thu

Một phòng giặtCanada hoạt động nhờ năng lượng Mặt Trời thu bởi các tấm năng lượng Mặt Trời

Đối với cuộc sống của loài người, năng lượng Mặt Trời là một nguồn năng lượng tái tạo quý báu.

Có thể trực tiếp thu lấy năng lượng này thông qua hiệu ứng quang điện, chuyển năng lượng các photon của Mặt Trời thành điện năng, như trong pin Mặt Trời. Năng lượng của các photon cũng có thể được hấp thụ để làm nóng các vật thể, tức là chuyển thành nhiệt năng, sử dụng cho bình đun nước Mặt Trời, hoặc làm sôi nước trong các máy nhiệt điện của tháp Mặt Trời, hoặc vận động các hệ thống nhiệt như máy điều hòa Mặt Trời.

Năng lượng của các photon có thể được hấp thụ và chuyển hóa thành năng lượng trong các liên kết hóa học của các phản ứng quang hóa.

Một phản ứng quang hóa tự nhiên là quá trình quang hợp. Quá trình này được cho là đã từng dự trữ năng lượng Mặt Trời vào các nguồn nhiên liệu hóa thạch không tái sinh mà các nền công nghiệp của thế kỷ 19 đến 21 đã và đang tận dụng. Nó cũng là quá trình cung cấp năng lượng cho mọi hoạt động sinh học tự nhiên, cho sức kéo gia súc và củi đốt, những nguồn năng lượng sinh học tái tạo truyền thống. Trong tương lai, quá trình này có thể giúp tạo ra nguồn năng lượng tái tạo ở nhiên liệu sinh học, như các nhiên liệu lỏng (diesel sinh học, nhiên liệu từ dầu thực vật), khí (khí đốt sinh học) hay rắn.

Năng lượng Mặt Trời cũng được hấp thụ bởi thủy quyển Trái Đất và khí quyển Trái Đất để sinh ra các hiện tượng khí tượng học chứa các dạng dự trữ năng lượng có thể khai thác được. Trái Đất, trong mô hình năng lượng này, gần giống bình đun nước của những động cơ nhiệt đầu tiên, chuyển hóa nhiệt năng hấp thụ từ photon của Mặt Trời, thành động năng của các dòng chảy của nước, hơi nước và không khí, và thay đổi tính chất hóa học và vật lý của các dòng chảy này.

Thế năng của nước mưa có thể được dự trữ tại các đập nước và chạy máy phát điện của các công trình thủy điện. Một dạng tận dụng năng lượng dòng chảy sông suối có trước khi thủy điện ra đời là cối xay nước. Dòng chảy của biển cũng có thể làm chuyển động máy phát của nhà máy điện dùng dòng chảy của biển.

Dòng chảy của không khí, hay gió, có thể sinh ra điện khi làm quay tuốc bin gió. Trước khi máy phát điện dùng năng lượng gió ra đời, cối xay gió đã được ứng dụng để xay ngũ cốc. Năng lượng gió cũng gây ra chuyển động sóng trên mặt biển. Chuyển động này có thể được tận dụng trong các nhà máy điện dùng sóng biển.

Đại dương trên Trái Đất có nhiệt dung riêng lớn hơn không khí và do đó thay đổi nhiệt độ chậm hơn không khí khi hấp thụ cùng nhiệt lượng của Mặt Trời. Đại dương nóng hơn không khí vào ban đêm và lạnh hơn không khí vào ban ngày. Sự chênh lệch nhiệt độ này có thể được khai thác để chạy các động cơ nhiệt trong các nhà máy điện dùng nhiệt lượng của biển.

Khi nhiệt năng hấp thụ từ photon của Mặt Trời làm bốc hơi nước biển, một phần năng lượng đó đã được dự trữ trong việc tách muối ra khỏi nước mặn của biển. Nhà máy điện dùng phản ứng nước ngọt - nước mặn thu lại phần năng lượng này khi đưa nước ngọt của dòng sông trở về biển.

Kỹ thuật nước nóng năng lượng mặt trời

solar panelsĐể sử dụng nước nóng năng lượng mặt trời, một là thu fastened đến mái nhà của một tòa nhà, hay trên một mặt tường, mặt trời. Trong một số trường hợp, thu có thể được miễn phí-đứng. Các chất lỏng có thể bơm (hoạt động hệ thống), hoặc định hướng của tự nhiên (thụ hệ thống) thông qua nó.

Việc thu có thể được làm bằng thủy tinh đơn giản, kêu gọi nhiệt hộp với một căn hộ absorber năng lượng mặt trời làm bằng tấm kim loại gắn vào ống đồng và sơn màu đen, hoặc một bộ các ống kim loại bao quanh bởi một di tản (gần chân không) kính cylinder. Trong một số trường hợp, trước khi được hấp thu năng lượng mặt trời, một parabolic gương được sử dụng để tập trung ánh sáng mặt trời trên ống. Một số hệ thống có khả năng chuyển đổi ánh sáng để sưởi ấm và do đó không được tin về nhiệt độ bên ngoài. [Thermomax. "Facts about Solar Energy". http://solarthermal.com/facts_about_solar_energy.asp. Retrieved on 2008-07-16.]

Một đơn giản, hệ thống sưởi ấm nước sẽ bơm nước lạnh để thu được một nước nóng, nước nóng cho nước chảy lại về một bộ sưu tập bể. Điều này loại thu có thể cung cấp đủ nước nóng cho toàn bộ một gia đình.

Đun nóng được lưu giữ trong một bồn chứa nước nóng. Các khối lượng này sẽ được bể lớn hơn năng lượng mặt trời với các hệ thống sưởi ấm, để cho phép có thời tiết xấu, và vì cuối cùng, nhiệt độ tối ưu cho các absorber thấp hơn một điển hình hoặc Combustion immersion heater.

Làm việc cho các absorber chất lỏng có thể là nước nóng từ bồn chứa, nhưng thường (ít nhất là trong các hệ thống bơm) là một vòng lặp riêng biệt của chất lỏng có chứa chống đông và một corrosion inhibitor mà cung cấp nhiệt vào bể thông qua một nhiệt eXchanger ( thường xôn xao về một đồng tubing trong bể). Một thấp hơn và bảo trì khái niệm là 'drain-back': không có chống đông được yêu cầu, thay vì tất cả các piping là sloped nước gây ra cho ráo nước quay trở lại bể. Các bồn chứa không phải là áp suất cao và được mở cho không khí áp lực. Ngay sau khi bơm nước dong, luồng reverses và ống trống rỗng, của thời gian khi đông có thể xảy ra.

Khi một nước nóng năng lượng mặt trời và nước nóng trung tâm hệ thống sưởi ấm được sử dụng trong cùng, hơi nóng năng lượng mặt trời, hoặc sẽ được tập trung trong một bồn chứa trước khi sưởi ấm cho các nguồn cấp dữ liệu vào các bồn chứa nước nóng của các trung tâm sưởi ấm, hoặc eXchanger nóng năng lượng mặt trời sẽ được thấp hơn trong các bể hơn một nong hon. Tuy nhiên, chính cần thiết cho các trung tâm được sưởi ấm vào ban đêm khi không có ánh sáng mặt trời và năng lượng mặt trời vào mùa đông khi đạt được là thấp hơn. Vì vậy, nước năng lượng mặt trời để sưởi ấm và tắm rửa thường xuyên là một ứng dụng tốt hơn trung tâm sưởi ấm hơn bởi vì cung và cầu là phù hợp tốt hơn.

Các nước từ thu có thể tiếp cận rất cao, nhiệt độ trong nắng tốt, hoặc nếu máy bơm không phải là thành công. Nên thiết kế cho phép của các áp lực và vượt quá nhiệt thông qua một biến nhiệt.

Kinh tế

solar kit

Trong nang, các địa điểm nóng, nơi đông bảo vệ là không cần thiết, một loạt loại đun nước nóng năng lượng mặt trời có thể là cực kỳ hiệu quả về chi phí. Trong latitudes cao hơn, có thường xuyên bổ sung thiết kế cho các yêu cầu của thời tiết lạnh, mà thêm vào hệ thống phức tạp. Điều này đã ảnh hưởng của tăng chi phí ban đầu (nhưng không phải là cuộc sống-chu kỳ chi phí) của một hệ thống nước nóng năng lượng mặt trời, đến một cấp độ cao hơn nhiều so với một tương đun nước nóng của các loại. Khi tính tổng chi phí để sở hữu và vận hành, phân tích hợp lý sẽ xem xét rằng năng lượng mặt trời là miễn phí, vì vậy rất nhiều trong việc giảm chi phí vận hành, trong khi các nguồn năng lượng khác, chẳng hạn như khí đốt và điện, có thể khá đắt tiền theo thời gian. Vì vậy, khi các chi phí ban đầu của một hệ thống năng lượng mặt trời được tài trợ và so với chi phí năng lượng, sau đó trong nhiều trường hợp, tổng số hàng tháng chi phí năng lượng mặt trời nóng có thể ít hơn ước khác hơn các loại nước nóng nóng (và cũng có thể kết hợp với một hiện tại đun nước nóng). Tại cao hơn latitudes, nóng năng lượng mặt trời có thể là do chưa có hiệu quả thấp hơn năng lượng mặt trời, có thể yêu cầu hệ thống sưởi ấm đôi. Ngoài ra, chính phủ liên bang và địa phương có thể được ưu đãi đáng kể.

Năng lượng mặt trời cho thuê bây giờ đã có tại Tây Ban Nha cho các hệ thống nước nóng năng lượng mặt trời từ Pretasol [Solar Leasing Pretasol] với một điển hình của hệ thống chi phí khoảng 59 euro và lên đến 99 euro mỗi tháng cho một hệ thống có thể cung cấp đủ nước nóng cho một gia đình điển hình của nhà sáu người. Các payback sẽ là khoảng thời gian năm năm.

Tại Úc, chi phí trung bình cho một hệ thống nước nóng năng lượng mặt trời được cài đặt đầy đủ là giữa $ 1.800 và $ 2.800. Đây là sau khi bồi hoàn thuế (có giảm giá là một liên bang, [Department of Environment and Water Resources] một số tiểu bang bồi hoàn và Renewable Energy chứng nhận [Office of Renewable Energy Regulator]). Theo Sở Tài nguyên Môi trường và nước [Department of Environment and Water Resources], hàng năm tiết kiệm điện được giữa $ 300 và $ 700. Điều này sẽ đem lại payback vào khoảng thời gian dưới 2 tuổi hay nhất trong các trường hợp và dưới 10 năm trong trường hợp xấu nhất. Là dễ dàng Xanh đã có một chương trình có sẵn, nơi người tiêu dùng có thể thu được một hệ thống miễn phí (có bồi hoàn của chính phủ) chưa bao gồm chi phí cài đặt.

Tấm năng lượng mặt trời là thiết bị để thu nhận năng lượng từ ánh sáng mặt trời. Thuật ngữ này được sử dụng để chỉ chung cả các tấm năng lượng mặt trời để nung nước nóng (cung cấp nước nóng dùng trong nhà) hay tấm quang điện (cung cấp điện năng).

Phát triển hiện thời

Hiện nay, các công ty và các học viện đang phát triển phương pháp để tăng tính thực tế cho năng lượng mặt trời. Các công ty tiến hành rất nhiều các nghiên cứu và phát triển trong lĩnh vực này và các trường đại học cũng đang tiến hành nghiên cứu về thiết bị điện mặt trời, đặc biệt là xe dùng năng lượng mặt trời. Các loại xe dùng năng lượng mặt trời đã xuất hiện thường xuyên trong các buổi trình diễn khoa học và xe hơi, tàu sử dụng năng lượng mặt trời đã trở thành một đề tài thú vị hiện nay. Các trường đại học và học viện đang cạnh tranh nhau trong các cuộc thi thuộc lĩnh vực này. Các cuộc thi diễn ra tại Bắc Mỹ như Solar Splash competitionFrisian Nuon Solar ChallengeChâu Âu.

Tấm năng lượng mặt trời cho nước nóng

thiết bị nung nóng

Máy nung nước nóng dùng năng lượng mặt trời để nung nóng chất lỏng, dùng làm phương tiện để truyền nhiệt đến một mạch tụ nhiệt. Trong nhà nước nóng dùng trong phòng tắm, có thể nung nóng và trữ trong một bồn nước. Các tấm trên trần nhà có tấm hấp thụ nhiệt có gắn các ống luân chuyển chất lỏng. Thiết bị thu (thường được sơn màu tối) đảm bảo sự chuyển đổi tia bức xạ mặt trời thành nhiệt, trong khi chất lỏng thì luân chuyển trong ống truyền nhiệt tới nơi cần dùng hay dự trữ. Chất lỏng nóng được bơm vào thiết bị chuyển nhiệt (một cuộn dây kim loại trong bồn trữ hay thiết bị chuyển nhiệt ngoài) nơi mà chất lỏng này truyền nhiệt và trở về để tiếp tục hấp thụ nhiệt. Điều này cung cấp một phương pháp đơn giản và hiệu quả trong việc khai thác năng lượng mặt trời.

Một phòng giặt ở California sử dụng năng lượng mặt trời

Tấm quang điện mặt trời

Tấm quang điện mặt trời chứa nhiều dãy pin năng lượng mặt trời có thể chuyển ánh sáng thành điện năng. Pin năng lượng mặt trời có thể gọi là pin quang điện. Pin quang điện có tác dụng hấp thụ năng lượng của mặt trời và tạo ra dòng điện giữa 2 cực điện từ nghịch dấu.

Trong một ngày nắng, mặt trời cung cấp khoảng 1 kW/m² đến mặt đất (khi Mặt Trời đứng bóng và quang mây, ở mực nước biển).

Ứng dụng của pin quang điện

Cùng với pin dự phòng, pin quang điện trở nên thông dụng cho các thiết bị điện năng thấp, như là phao điện hay thiết bị ở vùng xa.

Giá thành và chi phí lắp đặt cao (hiện nay tại khu vực châu Âu khoảng 0,50 €/kWh, tại các khu vực nhiều nắng khoảng 0,25 €/kWh) tạo ra sự hạn chế sử dụng ở quy mô lớn. Năng lượng mặt trời đóng góp một phần rất nhỏ trong sản xuất năng năng lượng thế giới.

Các chương trình khích lệ với quy mô lớn được thực hiện, khuyến khích tài chính như là bán lại năng lượng dư cho mạng lưới điện công cộng, đã thúc đẩy quá trình xây dựng hệ thống điện năng mặt trời ở Tây Ban Nha, Nhật BảnHoa Kỳ cũng như vài nước khác.

Lý thuyết và lắp đặt

Các tinh thể silic (Si) hay gali asenua (GaAs) là các vật liệu được sử dụng làm pin mặt trời. Gali asenua đặc biệt tạo nên để dùng cho pin mặt trời, tuy nhiên thỏi tinh thể silic cũng có thể dùng được với giá thành thấp hơn, sản xuất chủ yếu để tiêu thụ trong công nghiệp vi điện tử. Đa tinh thể silic có hiệu quả kém hơn nhưng giá tiền cũng thấp hơn.

Khi để trực tiếp dưới ánh sáng mặt trời, một pin silic có đường kính 6 cm có thể sản xuất dòng điện khoảng 0,5 ampe ở 0,5 volt.

Các tấm tinh thể mỏng hình đĩa, được đánh bóng để loại bỏ các khuyết tật trong quá trình cắt, chất kích thích được dùng cho các pin, và các tấm kim loại dẫn truyền đặt vào một mặt: một lưới mỏng trên bề mặt chiếu ánh sáng mặt trời, và mặt phẳng trên mặt còn lại. Tấm năng lượng mặt trời tạo thành từ các pin như vậy cắt theo hình dạng thích hợp, được bảo vệ khỏi tia bức xạ và hư hại trên mặt trước bằng các miếng gương, dán vào chất nền. Sự liền mạch được tạo nên thành các dãy song song để quyết định năng lượng tạo ra. Chất keo và chất nền phải có tính dẫn nhiệt, vì khi các pin được làm nóng khi hấp thụ năng lượng hồng ngoại, vốn không thể chuyển hóa thành năng lượng. Một khi các pin bị làm nóng thì giảm hiệu suất hoạt động vì thế nên phải làm giảm thiểu nhiệt năng.

Tấm năng lượng mặt trời tạo thành từ nhiều pin mặt trời. Mặc dù mỗi pin chỉ cung cấp một lượng nhỏ năng lượng, nhưng nhiều pin trải dài trên một diện tích lớn tạo nên nguồn năng lượng đủ dùng. Để đạt được hiệu năng tốt nhất, tấm năng lượng phải hướng trực tiếp đến mặt trời.

Pin năng lượng mặt trời (hay pin quang điện, tế bào quang điện), là thiết bị bán dẫn chứa lượng lớn các diod p-n, duới sự hiện diện của ánh sáng mặt trời có khả năng tạo ra dòng điện sử dụng được. Sự chuyển đổi này gọi là hiệu ứng quang điện.

Các pin năng lượng mặt trời có nhiều ứng dụng. Chúng đặc biệt thích hợp cho các vùng mà điện năng trong mạng lưới chưa vươn tới, các vệ tinh quay xung quanh quỹ đạo trái đất, máy tính cầm tay, các máy điện thoại cầm tay từ xa, thiết bị bơm nước... Pin năng lượng mặt trời (tạo thành các module hay các tấm năng lượng mặt trời) xuất hiện trên nóc các tòa nhà nơi chúng có thể kết nối với bộ chuyển đổi của mạng lưới điện.Hiệu ứng quang điện được phát hiện đầu tiên năm 1839 bởi nhà vật lý Pháp Alexandre Edmond Becquerel. Tuy nhiên cho đến 1883 một pin năng lượng mới được tạo thành, bởi Charles Fritts, ông phủ lên mạch bán dẫn selen một lớp cực mỏng vàng để tạo nên mạch nối. Thiết bị chỉ có hiệu suất 1%, Russell Ohl xem là người tạo ra pin năng lượng mặt trời đầu tiên năm 1946. Sven Ason Berglund đã có phương pháp liên quan đến việc tăng khả năng cảm nhận ánh sáng của pin.

Để tìm hiểu về pin mặt trời, thì cần một ít lý thuyết nền tảng về vật lý chất bán dẫn. Để đơn giản, miêu tả sau đây chỉ giới hạn hoạt động của một pin năng lượng tinh thể silic.

Silic thuộc nhóm IV, tức là có 4 electron lớp ngoài cùng. Silic có thể kết hợp với silicon khác để tạo nên chất rắn. Cơ bản có 2 loại chất rắn silicon, đa thù hình (không có trật tự sắp xếp) và tinh thể (các nguyên tử sắp xếp theo thứ tự dãy không gian 3 chiều). Pin năng lượng mặt trời phổ biến nhất dùng đa tinh thể silicon.

Silic là chất bán dẫn. Tức là thể rắn silic, tại một tầng năng lượng nhất định, electron có thể đạt được, và một số tầng năng lượng khác thì không được. Các tầng năng lượng không được phép này xem là tầng trống. Lý thuyết này căn cứ theo thuyết cơ học lượng tử.

nhiệt độ phòng, Silic nguyên chất có tính dẫn điện kém. Trong cơ học lượng tử, giải thích thất tế tại mức năng lượng Fermi trong tầng trống. Để tạo ra silic có tính dẫn điện tốt hơn, có thể thêm vào một lượng nhỏ các nguyên tử nhóm III hay V trong bảng tuần hoàn hóa học. Các nguyên tử này chiếm vị trí của nguyên tử silic trong mạng tinh thể, và liên kết với các nguyên tử silic bên cạnh tương tự như là một silic. Tuy nhiên các phân tử nhóm III có 3 electron ngoài cùng và nguyên tử nhóm V có 5 electron ngoài cùng, vì thế nên có chỗ trong mạng tinh thể có dư electron còn có chỗ thì thiếu electron. Vì thế các electron thừa hay thiếu electron (gọi là lỗ trống) không tham gia vào các kết nối mạng tinh thể. Chúng có thể tự do di chuyển trong khối tinh thể. Silic kết hợp với nguyên tử nhóm III (nhôm hay gali) được gọi là loại bán dẫn p bởi vì năng lượng chủ yếu mang điện tích dương (positive), trong khi phần kết hợp với các nguyên tử nhóm V (phốt pho, asen) gọi là bán dẫn n vì mang năng lượng âm (negative). Lưu ý rằng cả hai loại n và p có năng lượng trung hòa, tức là chúng có cùng năng lượng dương và âm, loại bán dẫn n, loại âm có thể di chuyển xung quanh, tương tự ngược lại với loại p.

Nhiều lọai vật liệu khác nhau được thử nghiệm cho pin mặt trời. Và hai tiêu chuẩn, hiệu suất và giá cả.

Hiệu suất là tỉ số của năng lượng điện từ ánh sáng mặt trời. Vào buổi trưa một ngày trời trong, ánh mặt trời tỏa nhiệt khoảng 1000 W/m². trong đó 10% hiệu suất của 1 module 1 m² cung cấp năng lượng khoảng 100 W. hiệu suất của pin mặt trời thay đổi từ 6% từ pin mặt trời làm từ silic không thù hình, và có thể lên đến 30% hay cao hơn nữa, sử dụng pin có nhiều mối nối nghiên cứu trong phòng thí nghiệm.

Có nhiều cách để nói đến giá cả của hệ thống tạo điện, là tính toán cụ thể trên từng kilo Watt giờ (kWh). Hiệu suất của pin mặt trời kết hợp với sự bức xạ là 1 yếu tố quyết định trong giá thành. Nói chung hiệu suất của toàn hệ thống là tầm quan trọng của nó. Để tạo nên ứng dụng thực sự của pin tích hợp năng lượng, điện năng tạo nên nối với mạng lưới điện sử dụng inverter; trong các phương tiện di chuyển, hệ thống ắc quy sử dụng để lưu trữ nguồn năng lượng không sử dụng hiện tại. Các pin năng lượng thương mại và hệ thống công nghệ có hiệu suất từ 5% đến 15%. Giá của điện từ 50 Eurocent/kWh (Trung Âu) xuống tới 25 eurocent/kWh trong vùng có ánh mặt trời nhiều.

Cho tới hiện tại thì vật liệu chủ yếu cho pin mặt trời (và cho các thiết bị bán dẫn) là các silic tinh thể. Pin mặt trời từ tinh thể silic chia ra thành 3 loại:

  • Một tinh thể hay đơn tinh thể module sản xuất dựa trên quá trình Czochralski. Đơn tinh thể loại này có hiệu suất tới 16%. Chúng thường rất mắc tiền do được cắt từ các thỏi hình ống, các tấm đơn thể này có các mặt trống ở góc nối các module.
  • Đa tinh thể làm từ các thỏi đúc-đúc từ silic nung chảy cẩn thận được làm nguội và làm rắn. Các pin này thường rẻ hơn các đơn tinh thể, tuy nhiên hiệu suất kém hơn. Tuy nhiên chúng có thể tạo thành các tấm vuông che phủ bề mặt nhiều hơn đơn tinh thể bù lại cho hiệu suất thấp của nó.
  • Dải silic tạo từ các miếng phim mỏng từ silic nóng chảy và có cấu trúc đa tinh thể, Loại này thường có hiệu suất thấp nhất, tuy nhiên loại này rẻ nhất trong các loại vì không cần phải cắt từ thỏi silicon.

Công nghệ trên là sản suất tấm, nói cách khác, các lọai trên có độ dày 300 μm tạo thành và xếp lại để tạo nên module.

Khi một photon chạm vào mảnh silic, một trong hai điều sau sẽ xảy ra:

  1. Photon truyền trực xuyên qua mảnh silic. Điều này thường xảy ra khi năng lượng của photon thấp hơn năng lượng đủ để đưa các hạt electron lên mức năng lượng cao hơn.
  2. Năng lượng của photon được hấp thụ bởi silic. Điều này thường xảy ra khi năng lượng của photon lớn hơn năng lượng để đưa electron lên mức năng lượng cao hơn.

Khi photon được hấp thụ, năng lượng của nó được truyền đến các hạt electron trong màng tinh thể. Thông thường các electron này lớp ngoài cùng, và thường được kết dính với các nguyên tử lân cận vì thế không thể di chuyển xa. Khi electron được kích thích, trở thành dẫn điện, các electron này có thể tự do di chuyển trong bán dẫn. Khi đó nguyên tử sẽ thiếu 1 electron và đó gọi là "lỗ trống". Lỗ trống này tạo điều kiện cho các electron của nguyên tử bên cạnh di chuyển đến điền vào "lỗ trống", và điều này tạo ra lỗ trống cho nguyên tử lân cận có "lỗ trống". Cứ tiếp tục như vậy "lỗ trống" di chuyển xuyên suốt mạch bán dẫn.

Một photon chỉ cần có năng lượng lớn hơn năng luợng đủ để kích thích electron lớp ngoài cùng dẫn điện. Tuy nhiên, tần số của mặt trời thường tương đương 6000°K, vì thế nên phần lớn năng lượng mặt trời đều được hấp thụ bởi silic. Tuy nhiên hầu hết năng lượng mặt trời chuyển đổi thành năng lượng nhiệt nhiều hơn là năng lượng điện sử dụng được.

deming-new-mexico-usa.jpgDeming, New Mexico, USA (Photo: Flickr. Source: Reuters.)




solana-arizona-usa.jpg The Solana solar plant, 70 miles from Pheonix, near Gila Bend, Arizona, USA(Photo: APS. Source: Newlaunches via EcoFuss.)




mildura-australia.jpg

Mildura, Victoria, Australia (Photo: Wikimedia. Source: Herald Tribune.)



fresno-california-usa.jpgAn 80 megawatt solar farm in Fresno, California, USA (Photo: Wikimedia. Source: Reuters.)




brandis-rhineland-palatinate-germany.jpgThe Waldpolenz Solar Park in Brandis, Rhineland-Palatinate, Germany (Photo, source: Juwi Solar, PDF, via PV Resources)




jumilla-murcia-spain.jpgJumilla, Murcia, Spain (Photo, source: Technology for Life via EcoFuss.)





beneixama-alicante-spain.jpg Beneixama, Alicante, Spain (Photo: City Solar. Source City Solar via PV Resources.)



jeollanam-do-south-korea.jpgSinan, Jeollanam-do, South Korea (Photo: Flickr. Source: Herald Tribune.)




las-vegas-nevada-usa.jpg Las Vegas, Nevada, USA (Photo: SunPower. Source: SunPower, PDF, via PV Resources.)



salamanca-salamanca-spain.jpg Salamanca, Salamanca, Spain (Photo: Kyocera. Source: Kyocera via PV Resources.)




lobosillo-murcia-spain.jpgSunny Spain captures another solar opportunity in the PV plant at Lobosillo, Murcia, Spain(Photo: Ecostream. Source Ecostream via PV Resources.)




.arnstein_-bavaria-germany.jpg
Arnstein, Bavaria, Germany (Photo: Ubergizmo. Source: The Raw Story.)




serpa-alentejo-portugal.jpgSerpa, Alentejo, Portugal(Photo: Flickr. Source: Electrical Contractor.)




Trung tâm khai thác Năng lượng Mặt Trời lớn nhất Hoa Kỳ ở Arcadia, Florida -

http://www.fpl.com/environment/solar/images/desoto.jpg

Florida Power & Light Company (FPL) với 90,000 photovoltaic panels sản xuất 110MW vào cuối năm 2010 cho vùng Trung Tây Florida.http://cache.daylife.com/imageserve/0gY87lTbjfg5e/610x.jpg

Trung tâm khai thác Năng lượng Mặt Trời lớn nhất TG sẽ là khu sa mạc Mojave, CA?

Trung tâm khai thác Năng lượng Mặt Trời lớn nhất Hoa Kỳ ở Austin, TX?

Trung tâm khai thác Năng lượng Mặt Trời lớn nhất TG hiện nay ở Ordos, TQ?

Source: http://en.wikipedia.org

No comments:

Post a Comment