239 просмотров

Почему солнечные панели на МКС золотые, а солнечные панели на Земле синие или черные?

Основная причина того, что солнечные панели МКС золотые, заключается в том, что они более эффективны, чем синие или черные солнечные панели. Золото более ковкое и пластичное, чем полупроводник, и обладает высокой эффективностью с точки зрения проводимости электричества, что очень важно для преобразования солнечной энергии в электричество.

Если вы когда-нибудь видели солнечную панель, то, вероятно, заметили, что они обычно синего или черного цвета. Однако это не настоящий «золотой стандарт» солнечных панелей (каламбур). Панели, прикрепленные к Международной космической станции, имеют золотой цвет, но в чем причина такой разницы в цвете и приводит ли она к каким-либо различиям в производительности при использовании солнечной энергии? Прежде чем мы углубимся в различия между этими двумя типами панелей, давайте сначала рассмотрим основные функции солнечной панели.

солнечная панель

Солнечная панель на крыше (Фото: pxhere)

Рекомендуемое видео для вас:

Если вы хотите купить/лицензировать это видео, напишите нам по адресу admin@scienceabc.com.

Работа солнечной панели

солнечная панель

Солнечная панель работает, используя световую энергию, излучаемую Солнцем. Точнее, солнечная панель использует фотоны, испускаемые ближайшей к нам звездой. Наше Солнце — невероятно хороший термоядерный ядерный реактор, который начинается с превращения водорода в гелий. Этот процесс слияния высвобождает огромное количество энергии в виде тепла и света. Свет, который излучает солнце, состоит из крошечных пакетов энергии, известных как фотоны. Этим фотонам требуется около 8,5 минут, чтобы добраться от Солнца до Земли, на расстояние примерно 149,6 миллиона километров.Поток фотонов, попадающих на Землю, преобразуется в электричество в солнечной панели благодаря фотогальваническому эффекту (PV). Фотоэлектрический эффект был открыт Александром Эдмоном Беккерелем. В возрасте 19 лет, экспериментируя с хлоридом серебра в кислом растворе, он поместил в раствор два платиновых электрода и заметил, что когда свет падает на электрод, между электродами возникает напряжение. Фотогальванические и фотоэлектрические эффекты схожи по своей базовой концепции: при воздействии света присутствует определенное количество напряжения и тока. Основное различие заключается в использовании терминологии. Термин «фотоэлектрический эффект» обычно применяется, когда необходимо выбросить электроны, тогда как термин «фотоэлектрический» используется для описания возбужденного заряда в данном материале.

Статья в тему:  Где лучше ставить солнечные панели

Синие и черные панели

солнечная панель

Солнечные панели синего цвета, потому что они сделаны из кремния или поликристалла, который используется для изготовления основной фотоэлектрической пленки солнечной панели. Однако преобладающий оттенок синего сделан еще более заметным благодаря антибликовому покрытию панели. Это антибликовое покрытие помогает повысить эффективность и поглощающую способность панели. Черные солнечные панели, также известные как монокристаллические панели, более эффективны, поскольку черный цвет является хорошим поглотителем. Кремний, используемый в поликристаллических панелях, производится из сырого кремния, который расплавляют и заливают в формы, что придает им квадратную форму. Этот процесс не обеспечивает идеального выравнивания кремния, что приводит к образованию множества отдельных кристаллов кремния внутри формы. Природа отдельных кристаллов кремния также придает поликристаллическим панелям пестрый, мерцающий вид и синий цвет. Процесс производства поликристаллических элементов приводит к меньшему количеству отходов и меньшему потреблению энергии, чем это необходимо для производства монокристаллических элементов. В результате поликристаллические солнечные панели дешевле и используются гораздо шире.Из-за более низкой стоимости производства поликристаллических солнечных панелей около 90% солнечных панелей на рынке сегодня являются поликристаллическими; следовательно, большинство солнечных панелей имеют синий оттенок. Кремний, используемый для изготовления черных панелей, имеет очень высокую чистоту, хотя структура кремния аналогична той, что присутствует в поликристаллическом солнечном элементе.

Золотые панели

Космический телескоп Хаббл

(Фото предоставлено космическим телескопом NASA Hubble/Wikimedia Commons)

Хотя черные и синие солнечные панели эффективны, МКС почти полностью зависит от своих солнечных батарей (солнечная панель похожа на массив) для использования энергии, поэтому они должны быть лучшими в своем классе. Теперь золото предпочтительнее синих и черных панелей по двум основным причинам. Первая причина заключается в том, что золото более ковкое и пластичное по сравнению с полупроводником, а вторая причина заключается в том, что оно обладает высокой эффективностью с точки зрения проводимости электричества, что очень важно для преобразования солнечной энергии в электричество. Солнечные батареи МКС отвечают за жизнеобеспечение, системы управления и все другие системы на МКС. НАСА и его партнеры разработали метод крепления солнечных батарей на так называемом одеяле. Одеяло можно сложить или полностью развернуть. Как только массив достиг орбиты, наземные диспетчеры отправили команды на раскрытие одеял до их полного размера. Подвесы используются для поворота массивов так, чтобы они были обращены к солнцу и обеспечивали максимальную мощность космической станции. Каждая из восьми солнечных батарей имеет длину 112 футов и ширину 39 футов. Солнечные батареи космической станции необходимо постоянно заменять, и для обеспечения надлежащей переустановки этих критически важных батарей было развернуто несколько пилотируемых космических челноков. В настоящее время на борту станции есть четыре набора массивов, которые могут генерировать от 84 до 120 киловатт электроэнергии — этого достаточно, чтобы с легкостью обеспечить 40 домов.Солнечные батареи производят больше энергии, чем нужно станции за один раз, поэтому всегда есть достаточно энергии для запуска систем станции и экспериментов в любое время. Дополнительная энергия, вырабатываемая солнечными батареями, используется для зарядки аккумуляторов станции. Бывают случаи, когда частичное или полное покрытие солнечных батарей происходит из-за тени, отбрасываемой землей. В это время массивы не собирают солнечный свет, и именно тогда роль аккумуляторных батарей так важна. В заключение можно сказать, что, хотя эти золотые солнечные батареи не подходят для повседневного потребителя солнечной энергии, для МКС крайне важно иметь такие высококачественные панели, поскольку они являются основным источником энергии для станции!

голоса
Рейтинг статьи
Статья в тему:  Какой тип света используют солнечные панели
Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:

0
Оставьте комментарий! Напишите, что думаете по поводу статьи.x