Как работают солнечные батареи?
Это то, что мы подразумеваем под фотоэлектрическим напряжением, создающим свет, и это один из видов того, что ученые называют фотоэлектрическим эффектом .
Видимый солнечный свет состоит из невидимых частиц, называемых фотонами. У них есть энергия, но нулевая масса покоя. Когда фотоны сталкиваются с другими частицами, их энергия преобразуется в другие формы в зависимости от вида атомов, к которым они прикасаются. Большинство столкновений создают только тепло.
Но электричество также может быть произведено, когда фотоны делают электроны в атомах настолько возбужденными, что они отрываются и перемещаются свободно. Кремниевые электроны n-типа ищут электроны в кремнии p-типа, чтобы заменить отсутствующие электроны и поток между двумя полученными типами.
Замечательные свойства полупроводников, таких как кремний, позволяют поддерживать электрический дисбаланс. Это означает постоянную подачу электричества, пока фотоны попадают на солнечные панели. Ток собирается по проводам и распространяется по всей системе.
Солнечный элемент представляет собой сэндвич из кремния n-типа (синий) и кремния p-типа (красный). Он генерирует электричество, используя солнечный свет, чтобы электроны перепрыгивали через соединение между различными ароматами кремния:
- Когда солнечный свет падает на клетку, фотоны (легкие частицы) бомбардируют верхнюю поверхность.
- Фотоны (желтые капли) несут свою энергию через клетку.
- Фотоны отдают свою энергию электронам (зеленым пятнам) в нижнем слое p-типа.
- Электроны используют эту энергию, чтобы перепрыгнуть через барьер в верхний слой n-типа и уйти в контур.
- Обтекание цепи электронами заставляет лампу загореться.
- Тень. Затененные солнечные панели не будут вырабатывать столько же энергии, сколько панели на полноценном солнце. Если ваша крыша лишена солнечного света, затенена необрезанными деревьями или зданиями, солнечная энергия может оказаться не лучшим выбором.
- Сезонность. Как и погода, выработка солнечной энергии меняется день ото дня и месяц за месяцем. Облачный зимний день не будет таким же продуктивным, как солнечный летний. Но важно сосредоточиться на круглогодичной картине. Например, снег иногда может отражать свет и улучшать фотоэлектрические характеристики. Таким образом, в действительности холодный месяц станет солнечным антагонистом, только если слякоть не покроет панели.
- Наклон. Солнечные панели должны иметь хороший наклон. Направление, в котором стоит ваш дом, его расположение, и даже уклон крыши, оказывают существенное влияние на эффективность работы солнечной солнечной системы. В идеале солнечные панели должны находиться под тем же углом, что и широта, на которой они установлены. Отклонения от 30 до 45 градусов обычно работают хорошо в большинстве сценариев.
- Азимут. Угол солнечного азимута — это направление компаса, откуда идет солнечный свет. В полдень солнечный свет исходит с юга в северном полушарии и с севера в южном полушарии. Неправильный угол азимута может снизить эффективность солнечной панели дома до 35%. Азимут нуля (обращенный к экватору) обычно является лучшим выбором.
Как работают солнечные батареи?
Правительственная помощь
Идя навстречу желаниям россиян, в правительстве рассматриваются соответствующие законопроекты, которые помогут развиваться альтернативной энергетике, а именно, солнечные батареи ночью снабжающие электричеством.
Одним из них является тот, который разрешит продавать излишки аккумулированной энергии государству.
Область использования солнечных батарей ночью пока новая для России, но в ведущих странах Европы уже давно проводится грамотная политика этом вопросе, которая уже принесла положительные результаты.
В Австралии, Швеции, Германии владельцы дополнительных источников энергии не только ее получают для себя практически бесплатно, но и продают излишки в городскую сеть. Тем самым, в выигрыше оказываются обе стороны.
Поскольку, как говорилось, солнечные батареи ночью для россиян пока дело новое, многие колеблются, сомневаясь в эффективности такого источника, поскольку на огромной территории России в течение года чаще бывает погода пасмурная с обильными осадками. Как в таких условиях будут себя вести солнечные батареи днем и как ночью?
Исследование: можно ли получить витамин D только за счет солнца
Установка
Тем не менее, задумываясь о монтаже будущей гелио-установки, следует на крыше выбрать наиболее солнечный участок. От того, что дает тень, желательно избавиться: деревья, постройки и пр. Это послужит гарантией эффективности солнечных батарей даже ночью.
Рекомендации особенно актуальны, если предполагается установку использовать круглый год.
Видов солнечных батарей на сегодня много:
Все они отлично удерживают рассеянный свет. Осадки в виде дождя и снега несколько снижают коэффициент полезного действия, но глобальным образом не отражаются на эффективности солнечного модуля.
Важно: Чтобы они работали максимально эффективно, монтаж сделать необходимо грамотно, выставив точно наклон, что позволит использовать дополнительный источник дешевой энергии и зимой. Угол наклона важен, поскольку солнце в это время года находится низко. Тогда, даже во время дождя, они продолжают накапливать энергию.
Также необходимо панели очищать от снега и наледи. Температура не ухудшает функционирование современных панелей, поэтому в морозную и солнечную погоду у них отличная производительность.
Безопасно ли использовать УФ-лампу для дезинфекции дома?
Лампы, используемые для дезинфекции, могут представлять потенциальные риски для здоровья в зависимости от длины волны, дозы и продолжительности воздействия излучения.
Риск может возрасти, если устройство неправильно установлено или используется неподготовленными людьми.
Прямое воздействие УФС-излучения некоторых УФ-С-ламп на кожу и глаза может вызвать болезненное повреждение глаз и кожные реакции, похожие на ожоги. Никогда не смотрите прямо на источник УФ-лампы, даже кратко.
Некоторые лампы УФС выделяют озон. Вдыхание озона может вызвать раздражение дыхательных путей.
УФ-излучение может повредить некоторые материалы, такие как пластик, полимеры и окрашенный текстиль.
Некоторые лампы УФС содержат ртуть. Поскольку ртуть токсична даже в небольших количествах, необходимо соблюдать особую осторожность при чистке сломанной лампы и утилизации лампы.
Кроме того, у большинства ламп, продаваемых потребителям, отсутствуют соответствующие инструкции по использованию в отношении времени воздействия, которое необходимо для инактивации, например, вируса SARS-CoV-2.
По всем этим причинам ICNIRP (международная организация по защите от озонового излучения — прим. ред.) не рекомендует потребителям использовать такие лампы дома или где-либо еще.
Ограничения
То есть бактерицидная лампа не помогает избавиться от ковида?
Исследователями было установлено, что УФ-излучение разрушает белковое покрытие коронавируса SARS-CoV, но он отличается от нынешнего вируса SARS-CoV-2. Пока у ученых недостаточно информации о длине волны, дозе и продолжительности УФ-излучения, необходимого для инактивации вируса SARS-CoV-2.
УФ-излучение повреждает не только клетки микроорганизмов, но и человеческие клетки, поэтому при включении кварцевой лампы в помещении не должно быть никого. А в воздухе после использования кварцевания чувствуется запах озона, который в больших количествах также опасен для здоровья человека. Помещение после такой процедуры требует проветривания.
