Кояш панельләре Энергия җитештерү принцибы

Кояш ярымүткәргеч PN тоташуына нур чәчеп, яңа тишек-электрон пары барлыкка китерә. PN тоташуының электр кыры тәэсирендә тишек P өлкәсеннән N өлкәсенә, ә электрон N өлкәсеннән P өлкәсенә ага. Схема тоташтырылганда, ток барлыкка килә. Фотоэлектрик эффектлы кояш батареялары шулай эшли.

Кояш энергиясе җитештерү Кояш энергиясе җитештерүнең ике төре бар, берсе - яктылык-җылылык-электр энергиясен үзгәртү режимы, икенчесе - туры яктылык-электр энергиясен үзгәртү режимы.

(1) Яктылык-җылылык-электр энергиясен үзгәртү ысулы кояш нурланышы белән барлыкка килгән җылылык энергиясен электр энергиясе җитештерү өчен куллана. Гадәттә, сеңдерелгән җылылык энергиясе кояш коллекторы ярдәмендә эшче мохитнең парына әйләндерелә, аннары пар турбинасы электр энергиясе җитештерү өчен эшләтеп җибәрелә. Беренче процесс - яктылык-җылылык үзгәртү процессы; соңгы процесс - җылылык-электр энергиясен үзгәртү процессы.

(2) Фотоэлектрик эффект кояш нурланышы энергиясен турыдан-туры электр энергиясенә әйләндерү өчен кулланыла. Фотоэлектрик үзгәртүнең төп җайланмасы - кояш батареясы. Кояш батареясы - фотогенерация вольт эффекты аркасында кояш яктылык энергиясен турыдан-туры электр энергиясенә әйләндерә торган җайланма. Ул ярымүткәргеч фотодиод. Кояш фотодиодка төшкәч, фотодиод кояш яктылык энергиясен электр энергиясенә әйләндерә һәм ток барлыкка китерә. Күп элементлар бер-бер артлы яки параллель тоташтырылганда, чагыштырмача зур чыгару куәтенә ия булган квадратлы кояш батареялары массивы барлыкка килергә мөмкин.

Хәзерге вакытта кристалл кремний (поликремний һәм монокристалл кремнийны да кертеп) иң мөһим фотоэлектрик материаллар булып тора, аның базардагы өлеше 90% тан артык, һәм киләчәктә дә озак вакыт дәвамында кояш батареяларының төп материалы булып калачак.

Озак вакыт дәвамында поликремний материаллары җитештерү технологиясе АКШ, Япония һәм Германия кебек 3 илдә 7 компаниянең 10 заводы тарафыннан контрольдә тотылды, технологик блокада һәм базар монополиясе барлыкка китерде.

Поликремнийга ихтыяҗ, нигездә, ярымүткәргечләрдән һәм кояш батареяларыннан килә. Төрле чисталык таләпләренә карап, алар электрон дәрәҗә һәм кояш дәрәҗәләренә бүленә. Алар арасында электрон дәрәҗәдәге поликремний якынча 55%, кояш дәрәҗәсендәге поликремний якынча 45% тәшкил итә.

ФОТОВОЛЬТАИК сәнәгатенең тиз үсеше белән, кояш батареяларында полискремнийга ихтыяҗ ярымүткәргеч поликремний үсешенә караганда тизрәк арта, һәм 2008 елга кояш поликремнийына ихтыяҗ электрон класслы поликремнийга караганда артып китәр дип көтелә.

1994 елда дөньяда кояш батареяларының гомуми җитештерү күләме нибары 69 МВт тәшкил иткән, ә 2004 елда ул 1200 МВт ка якын булган, бу нибары 10 ел эчендә 17 тапкыр арткан. Белгечләр фаразлавынча, XXI гасырның беренче яртысында кояш фотоэлектрик сәнәгате иң мөһим төп энергия чыганакларының берсе буларак атом энергиясен узып китәчәк.