Attivo Energia solare: Come Funziona

Ci sono due tipi principali di energia solare diretta: energia solare passiva ed attiva. L'energia solare passiva comporta la cattura del sole &'; s energia termica. Ognuno riceve quella bella istintivamente, dato che semplicemente in piedi fuori in una giornata di sole illustra il processo.

Ma quando si tratta di energia solare attiva, come funziona è più oscuro. E &'; s anche affascinante, e come l'energia solare continuerà a diventare una parte più significativa della nostra impronta energetica, ha senso avere almeno una conoscenza rudimentale su come funziona realmente. Allo stesso tempo, la maggior parte di noi aren &'; la t interessato a diventare fisici teorici, così ho vinto &'; t fare questo selvaggiamente tecnico

&';. Inizieremo con un smidge di parlare della struttura degli atomi. La maggior parte delle persone sanno che gli atomi sono costituiti da particelle cariche positivamente (protoni) e particelle con carica negativa (elettroni). E &'; s anche la conoscenza abbastanza comune che i protoni sono nascosto al centro di un atomo, mentre gli elettroni orbitano attorno al centro; l'immagine comunemente usato per analogia è il nostro sistema solare. Il sole sta per il nucleo fatto di protoni nel bel mezzo della disposizione, mentre i pianeti illustrano elettroni che circondano in orbite.

Mentre utile per ottenere una maniglia su struttura atomica, questa immagine è incompleta. Invece di singoli elettroni in una data orbita (e tutto filatura su una superficie piana) come i pianeti fanno, gli elettroni orbitano attorno al nucleo atomico in una struttura che ricorda più di gusci concentrici – un po 'come quelle di nidificazione Bambole russe – e ogni shell può avere più elettroni che volano intorno al suo interno.

Mentre ciascuno dei gusci concentrici o strati che circondano il nucleo può avere più di un elettrone occupanti spazio, vi è un limite superiore assoluto al numero di elettroni che può essere in ogni strato (prima di un nuovo strato può si aggiungono, gli altri gusci devono essere tutti pieni). Ma, se lo strato esterno (detto guscio di valenza) non è riempito con il numero massimo di elettroni, l'atomo si dice che ha uno o più fori. Sono questi fori che consentono di atomi di collegare tra loro, condividendo elettroni.

Let &'; s utilizzare un esempio che è specifico per l'energia solare e come celle solari fare le loro cose: il silicio elemento. Il guscio di valenza di silicio ha una capacità di 8 elettroni. L'atomo di silicio in realtà ha solo 4 elettroni nel guscio di valenza, lasciando 4 fori. L'atomo in realtà vuole riempire quei buchi, e il modo più semplice per farlo è quello di condividere fino a 4 elettroni con un altro atomo (o atomi). Quando si dispone di un grande gruppo di atomi di silicio allineati correttamente, ognuno dei quali possono condividere gli elettroni con un massimo di quattro atomi di silicio, il rendering di una struttura reticolare molto ordinato e stabile che ha tutti i buchi riempiti e senza elettroni in più chiedendo cosa fare con si

L'ultima osservazione è fondamentale – silicio puro è direttore orribile di elettricità, perché non ci sono elettroni nel mix che aren &'; t parlato per. Un buon conduttore avrà almeno un elettrone nella miscela molecolare che isn &'; t coinvolti nel legame un atomo all'altro.

Quindi, per ottenere la nostra energia solare, come possiamo ottenere alcuni di coloro &'; libera &'; elettroni? La risposta si chiama &'; doping &' ;. Nel processo di drogaggio, si aggiunge una piccola quantità di un altro elemento al nostro silicio puro. Questo impurità, o saranno cinque elettroni nel suo guscio di valenza (che forniscono il cosiddetto &'; libera &'; di elettroni) o tre elettroni nel guscio di valenza (facendo un buco).

Qui è dove le cose si fanno davvero cool: quando si dispone di uno strato di silicio con alcuni elettroni liberi (chiamati n-layer) di cui contro un livello con alcuni fori (il p-layer), la differenza di elettrica cariche negative (n-strato e positivo p-layer) crea un campo elettrico. Quel campo dà elettroni una preferenza per la direzione, tutte le altre cose sono uguali, vogliono muoversi. Tutto ciò che &'; s necessario è un impulso per avviare gli elettroni che scorre. Un modo per fare questo è quello di applicare un altro campo elettrico (per esempio, agganciando il silicio a strati di un circuito con una batteria). Un altro modo, e quello che ci interessa qui, è al succo di elettroni liberi con fotoni di luce.

Quando la luce del sole viene assorbito dal n-strato di un wafer di silicio opportunamente preparata una delle due cose: l'energia fotonica aumenta la temperatura del wafer, o il fotone bussa uno degli elettroni liberi allentati. Quando questo accade che elettrone skitters su, in cerca di una casa. E a causa del campo creato dall'interfaccia tra N e p-strati, si sa che parte andare. Ricordate, stiamo parlando di un gran numero di elettroni che si muovono intorno a qui, in modo che continuano a tendere dal n-livello per il p-layer abbiamo gli ingredienti di un stimolo elettrico. Se si collega questa disposizione ad un circuito, gli elettroni inizieranno muoversi attraverso di essa, e si finisce con una corrente elettrica in piena regola.

Una volta che il circuito è a posto, avete energia elettrica gratis. Energia elettrica per eseguire qualsiasi cosa, da una piccola calcolatrice o guardare, per soddisfare la domanda di intere comunità (dato pannelli solari sufficienti). Elettricità senza alcun inquinamento dell'aria o dell'acqua di accompagnamento. Elettricità senza consegnare denaro verso il governo che don &'; t realmente come noi. E &'; sa ottimo approccio per alimentare il nostro mondo.

Se &'; vuoi saperne di più su energia solare (sia attive che passive), fermatevi www.solarenergyadvantage.com e iscriviti alla mia energia solare mini-corso gratuito. In questo corso, ho coprire molti più elementi di ciò che l'energia solare è, come è stato utilizzato storicamente, e come le persone come te e posso salire a bordo con esso al momento.

Fino ad allora,

Sullivan Kincaid
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