Kanuni ya uzalishaji wa umeme wa paneli za jua

Jua huangaza kwenye makutano ya PN ya semiconductor, na kutengeneza jozi mpya ya elektroni ya shimo. Chini ya hatua ya uwanja wa umeme wa makutano ya PN, shimo hutiririka kutoka eneo la P hadi eneo la N, na elektroni hutiririka kutoka eneo la N hadi eneo la P. Saketi inapounganishwa, mkondo huundwa. Hivi ndivyo seli za jua zenye athari ya fotoelektrik zinavyofanya kazi.

Uzalishaji wa umeme wa jua Kuna aina mbili za uzalishaji wa umeme wa jua, moja ni hali ya ubadilishaji wa mwanga-joto-umeme, nyingine ni hali ya ubadilishaji wa moja kwa moja wa mwanga-umeme.

(1) Mbinu ya ubadilishaji wa mwanga-joto-umeme hutumia nishati ya joto inayozalishwa na mionzi ya jua ili kutoa umeme. Kwa ujumla, nishati ya joto inayofyonzwa hubadilishwa kuwa mvuke wa chombo kinachofanya kazi na mkusanyaji wa jua, na kisha turbine ya mvuke huendeshwa ili kutoa umeme. Mchakato wa kwanza ni mchakato wa ubadilishaji wa mwanga-joto; Mchakato wa mwisho ni mchakato wa ubadilishaji wa joto-umeme.

(2) Athari ya fotoelectric hutumika kubadilisha nishati ya mionzi ya jua moja kwa moja kuwa nishati ya umeme. Kifaa cha msingi cha ubadilishaji wa fotoelectric ni seli ya jua. Seli ya jua ni kifaa kinachobadilisha moja kwa moja nishati ya mwanga wa jua kuwa nishati ya umeme kutokana na athari ya volti ya upigaji picha. Ni fotodiode ya semiconductor. Jua linapoangaza kwenye fotodiode, fotodiode itabadilisha nishati ya mwanga wa jua kuwa nishati ya umeme na kutoa mkondo. Seli nyingi zinapounganishwa mfululizo au sambamba, safu ya mraba ya seli za jua zenye nguvu kubwa ya kutoa inaweza kuundwa.

Kwa sasa, siliconi ya fuwele (ikiwa ni pamoja na polisiliconi na siliconi ya monocrystalline) ndiyo nyenzo muhimu zaidi za photovoltaic, sehemu yake ya soko ni zaidi ya 90%, na katika siku zijazo kwa muda mrefu bado itakuwa nyenzo kuu za seli za jua.

Kwa muda mrefu, teknolojia ya uzalishaji wa vifaa vya polisiliconi imekuwa ikidhibitiwa na viwanda 10 vya makampuni 7 katika nchi 3, kama vile Marekani, Japani na Ujerumani, na hivyo kutengeneza kizuizi cha kiteknolojia na ukiritimba wa soko.

Mahitaji ya polisiliconi hutokana hasa na semiconductors na seli za jua. Kulingana na mahitaji tofauti ya usafi, yamegawanywa katika kiwango cha kielektroniki na kiwango cha jua. Miongoni mwao, polisiliconi ya kiwango cha kielektroniki inachukua takriban 55%, polisiliconi ya kiwango cha jua inachukua 45%.

Kwa MAENDELEO ya haraka ya tasnia ya Photovoltaic, mahitaji ya polisilicon katika seli za jua yanaongezeka kwa kasi zaidi kuliko maendeleo ya polisilicon ya nusu-semiconductor, na inatarajiwa kwamba mahitaji ya polisilicon ya jua yatazidi yale ya polisilicon ya kiwango cha kielektroniki ifikapo mwaka wa 2008.

Mnamo 1994, jumla ya uzalishaji wa seli za jua duniani ilikuwa 69MW pekee, lakini mnamo 2004 ilikuwa karibu na 1200MW, ongezeko la mara 17 katika kipindi cha miaka 10 tu. Wataalamu wanatabiri kwamba tasnia ya jua ya photovoltaic itazidi nguvu ya nyuklia kama moja ya vyanzo muhimu zaidi vya nishati ya msingi katika nusu ya kwanza ya karne ya 21.